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        超前小導管在斜穿砂卵石隧道中的作用
        發布時間:2023-03-27 瀏覽

        超前小導管在斜穿砂卵石隧道中的作用

        超前小導管在斜穿砂卵石隧道中的作用

        超前小導管注漿支護是在隧道開挖前,沿洞周周 邊向前方圍巖內打入帶孔小導管,并通過小導管向圍 巖壓注起膠結作用的漿液,待漿液硬化后,洞周周圍巖 體就形成了有一定厚度的加固圈,通過壓密、固結,達 到加固和堵水作用的一種支護形式。它在地質條件較 差的隧道施工中為安全進洞及坍塌處理創造了良好 的施工條件。

        超前注漿小導管用熱軋無縫鋼管加工制成,直徑 42mm,壁厚 4mm,長度為 4. 5m。小導管管壁鉆注漿孔,孔徑為 8mm,孔間距 10cm,呈 梅 花 形 布 置,尾 部 30cm 不鉆注漿孔作為止漿段。施工時,小導管打入地 層后應對地層進行注漿,注漿材料采用純水泥漿( W/C = 1. 0) ,注漿壓力 0. 5 ~ 1. 0MPa; 如圍巖裂隙較不發 育,整體性較好,可采用水泥砂漿( W/C = 0. 5 ~ 0. 8) , 以填充導管孔,注漿水泥強度為 42. 5。隧道超前小導管支護橫斷面圖如圖 1 所示。


        隧道模型的距離尺寸,根據隧道圍巖相互作用力 的情況選取。結合已有的經驗隧道兩側取洞口的 3 倍距離,下邊界到隧道底部距離也為洞口的 3 倍,上邊界 取到自由面。邊界條件的選取對隧道圍巖受力的影響 非常大,依據巖體之間的相互作用關系,巖體左右兩側、下部及前后兩側取垂直于各面的約束,上部是自由面不存在約束。超前小導管注漿作用的區域看做整體 加固區考慮。圍巖和超前小導管加固區采用固體單元 模擬,錨桿采用桿單元模擬,鋼拱架采用梁單元模擬。模型計算只考慮在初始地應力的作用下,不考慮構造應力場及地下水等作用。


        由圖 2 ~ 圖 4 可看出,第一步開挖后,洞室上部土 體顆粒在自重作用下向兩側滑移,在右側部位產生的 最大橫向位移值 2. 8mm,左側最大位移值 - 2. 8mm。 隧道開挖到砂卵石層( 第十步) 時,由于砂卵石整體強 度和粘聚力比較小,橫向位移逐漸增大。隧道完全開 挖后,圍巖在砂卵石層最厚部位的隧道拱頂兩側一定 范圍內橫向位移較大。由于隧道開挖造成卸載作用, 第一步開挖后在砂卵石層厚度最大處的圍巖急劇產 生較大的垂向位移。第二步開 挖后該處圍巖位移變化不大并趨于穩定。模擬分析結 果表明,第 I 中工況和第 II 中工況下的圍巖位移變化 規律基本一致,橫向位移較小,垂向位移較大。

         

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