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钻孔、安装小导管
(1)测量放样,在设计孔位标标记。
(2)钻孔需沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°外插角钻孔,钻孔深度为3.5m,钻孔完毕将小导管沿孔打入。如遇地层松软,也可用游锤或手持风钻直接打入。
(3)与支撑结构的连接,一般有三种方法:
①对于格栅钢架将末端置于钢架腹部并焊固在格栅钢架上,对于型钢钢架,首先在拱架腹板中央开孔,钻孔和安装均通过该孔,安装后末端同钢架焊固;
②在钢架(型钢或格栅)顶部钻孔、安装后末端焊固在钢架上;
③将末端用短筋环向焊固相连,以增强共同支护作用。
首先在拱架腹板中央开孔,钻孔和安装均通过该孔,安装后末端同钢架焊固
顶部钻孔、安装后末端焊固在钢架上测量放线预埋格栅外环主筋
密封
小导管打入后,将注浆泵的高压胶管与管口联通,并且用棉纱等将管口处的缝隙塞紧,以保证注浆时不至于渗漏浆液。管路接通后先要压水检查密封性,达到要求后方可注浆。
,紧靠主筋钻孔将末端用短筋环向焊固相连,以增强共同支护作用
注浆量计算
小导管注浆单管浆液扩散半径一般为0.5~1.0m。这与深孔超前围幕注浆的扩散半径2~4m(管径Ф75~Ф110mm、注浆压力为1.5~4Mpa)有明显区别,故《隧道施工规范》中的注浆量计算公式(如下)不能作为小导管注浆量的估算公式:
V1=π╳R2╳H╳η╳α╳β ┈┈┈┈公式(1)
V1为注浆量(m3);R为扩散半径(m);H为注浆管有效长度(m);η为地层孔隙率;α为注浆系数0.7~0.9;β为浆液损耗系数1.1~1.4。
查阅参考资料注2,以下计算公式相对符合实际单孔注浆量:
V2=π╳R2╳c╳η=π╳[(0.6~0.7) ╳s]2╳L╳η ┉┉┈┈公式(2)
V2为注浆量(m3) ;S为小导管中心距离(m); L为小导管有效长度(m); R为考虑到注浆范围相互重叠的原则,扩散半径取(0.6~0.7)╳s(m);η岩体孔隙率%:Ⅱ类3~5%,Ⅲ类硬岩3~5%、软岩2~3%,Ⅳ类硬岩2~3%,软岩1~2%。
实际施工中因钻孔偏差或钻眼内的地质原因,注浆液窜浆或跑浆经常出现,每个注浆管内的注浆量很不均匀,因此理论单眼注浆量尚不能作为注浆的一个严格控制指标,应以整排小导管的理论推算总量作为上下范围的控制指标。故按整排小导管上下各0.5~1 m范围的岩土体内均已注浆填充考虑,应以下列公式估算注浆总量:(见图示1)
V3=(π╳θ/360+2T/ R)╳[(R+T) 2 -(R-T) 2]╳η╳L╳β+ Q ┈┈┈公式(3)
V3为注浆量(m3) ;θ为拱部小导管布设范围相对于圆心的角度;R为小导管位置相对于圆心的半径; T为浆液扩散半径0.5~1 m;L为小导管有效长度(m);η岩体孔隙率%:Ⅱ类3~5%,Ⅲ类硬岩3~5%、软岩2~3%,Ⅳ类硬岩2~3%,软岩1~2%;β为浆液损耗系数1.1~1.4;Q为小导管的容积 (m3)。
V3 理论注浆量应是一个注浆量控制范围值。在R、L、Q固定的条件下,以小的扩散半径0.5 m、该类围岩小的岩体孔隙率、浆液损耗系数代入公式得小理论注浆量V3min, 以大的扩散半径1m、该类围岩大的岩体孔隙率、浆液损耗系数代入公式得大理论注浆量V3max。 同理可推算同一断面的上下双排或多排小导管一次注浆的总量。
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