一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法，通过将掌子面划分为弧形环面区和核心土区，预留核心土区约束掌子面前方土体挤出变形；再对弧形环面区和核心土区划分，按照划分的不同进行设置不同间距的玻璃纤维锚杆，从而减少玻璃纤维锚杆数量，减少作业工人的工程量，减少施工周期，有效的减少了施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法
本专利技术属于隧道施工
，具体涉及一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法。
技术介绍
目前国内隧道、地铁等建设过程中，很多建设线路自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞空偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带以下经过时，由于其自稳能力比较弱甚至没有自稳能力，开挖时可能引起开挖工作面不能自稳或地面沉降过大的情况；因此，在软弱围岩中施工中最重要的是提高掌子面围岩的自稳能力，保证开挖及后续作业的进行。必须采用施工辅助措施对掌子面地层进行预支护或预加固。近年来，且随着地下工程的大量建设，机械化施工程度不断提高，新技术、新工艺陆续被国内众多工程所采用；玻璃纤维锚杆注浆作为国内新引进的隧道“新意法”施工工法的配套技术已受到隧道工程界的广泛关注，玻璃纤维锚杆的主要组成为玻璃纤维增强聚合物，材料的性能取决于纤维和聚合物的类型及横断面形状等，所以玻璃纤维材料的性能具有灵活多变的特点，能适合不同工程的特殊要求；但是目前由于“新意法”是采用的在整个掌子面上均匀设置玻璃纤维锚杆，然后进行全断面开挖，由于采用全断面开挖，在地质比较复杂的地方，由于土的强度不同，可能会造成掌子面前方土体挤出变形；且施工中会造成需注浆的玻璃纤维锚杆数量较多，从而增加作业工人的工程量，这样的施工方法会极大的增加施工周期，从而增加施工成本。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术的不足，提供一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法，包括如下步骤：S1：测量放线：将掌子面划分为弧形环面区和核心土区，在弧形环面区和核心土区的位置上分别测量出玻璃纤维锚杆的钻孔位置，玻璃纤维锚杆在弧形环面区和核心土区上分别按照梅花形布置；S2：钻孔：用风动凿岩机对弧形环面区和核心土区分别进行钻孔，所述钻孔直径大于注浆管径；所述钻孔深度大于所述玻璃纤维锚杆的长度，且钻孔深度超过大量块石层的底层；所述玻璃纤维锚杆尾端外露20cm支撑于掌子面上；所述玻璃纤维锚杆孔位钻设与预设孔位偏差小于或等于1cm；S2：注浆：注浆前先喷射5～10cm厚的混凝土封闭掌子面；根据不同的地质条件选用不同的注浆材料，注浆泵压注水泥浆或水泥砂浆；注浆方式采用自上而下顺序进行，浆液先稀后浓，注浆量先大后小，注浆压力由小到大；单孔注浆压力达到0.5～2.0Mpa，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80％及以上时注浆方可结束；S3：开挖：先对已注浆的弧形环面区进行开挖，将已注浆的核心土区留置形状为梯形；所述弧形环面区比核心土区开挖超前500～700cm，两工序平行作业。一般采用的在整个掌子面上均匀设置玻璃纤维锚杆，然后进行全断面开挖，由于采用全断面开挖，在地质比较复杂的地方，由于土的强度不同，可能会造成掌子面前方土体挤出变形。本专利技术首先采用对掌子面进行划分，将掌子面划分为弧形环面区和核心土区，其次再在弧形环面区和核心土区上分别设置的玻璃纤维锚杆进行注浆，然后我们对已注浆的弧形环面区进行开挖，预留出已注浆的核心土区，这样可以增大其抗压抗剪能力，约束掌子面前方土体挤出变形；同时预留核心土区施加反向推力，限制前方土体应力应变释放，同时已注浆的弧形环面区可在核心土区的上部形成支护拱圈，减少了土块塌落。掌子面喷射混凝土，保证了注浆压力，防止了空隙溢浆。玻璃纤维锚杆外露长度为20cm，以便连接孔口阀门和管路；钻孔深度超过大量块石层的底层，避免二次对位钻进，防止钻孔扭曲和变径，造成塌孔或其他事故。进一步的，在步骤S1中，从掌子面的路面线的中点处放样出两条从路面线的中点到掌子面轮廓线的左侧放样线和右侧放样线；所述左侧放样线和右侧放样线分别将弧形环面区划分为中部弧形环面区、左侧弧形环面区和右侧弧形环面区；将核心土区划分为中部核心土区、左侧核心土区和右侧核心土区；所述左侧弧形环面区与左侧核心土区组成左侧注浆面区，所述右侧弧形环面区和右侧核心土区组成右侧注浆面区；所述左侧注浆面区与右侧注浆面区上设置的相邻玻璃纤维锚杆的间距为d1；所述中部弧形环面区与中部核心土区组成中部注浆面区，所述中部注浆面区上设置的相邻玻璃纤维锚杆的间距为d2；所述d1<d2。一般的施工辅助措施采用玻璃纤维锚杆注浆，将玻璃纤维锚杆在整个掌子面上按照固定的间距布置，然后再对整个掌子面进行全断面开挖，由于玻璃纤维锚杆是均匀设置在掌子面上，且分布位置比较密集，会造成需注浆的玻璃纤维锚杆数量较多，从而增加作业工人的工程量，这样的施工方法会极大的增加施工周期，从而增加施工成本。本专利技术在掌子面的路面线的中点处放样出两条左侧放样线和右侧放样线，将整个掌子面划分为左侧注浆面区、中部注浆面区和右侧注浆面区，且左侧注浆面区和右侧注浆面区上设置的相邻玻璃纤维锚杆间距d1小于中部注浆面区上设置的相邻玻璃纤维锚杆间距d2；由于左侧注浆面区和右侧注浆面区需要抵抗来自于掌子面的压力，而中部注浆面区相对于左右两侧注浆面区的压力较小，因此，增加左右两侧注浆面区上的玻璃纤维锚杆的布置密度，可以很好的抵抗来自于掌子面的压力；且左右两侧注浆面区的面积较小，中部注浆面区的面积较大，这样可以减少中部弧形环面区玻璃纤维锚杆的材料消耗，也可以提高中部弧形环面区开挖的工作时间；减少施工工人的工作量，提高施工工人的工作效率。进一步的，所述路面线从中点处划分为左侧路面线和右侧路面线；所述左侧放样线与所述左侧路面线形成的角度小于90°；所述右侧放样线与所述右侧路面线形成的角度小于90°。进一步的，所述左侧放样线与所述左侧路面线形成的角度为30°；所述右侧放样线与所述右侧路面线形成的角度为30°；所述左侧注浆面区与右侧注浆面区上设置的相邻玻璃纤维锚杆的间距d1为100cm；所述中部注浆面区上设置的相邻玻璃纤维锚杆的间距d2为200cm；经过专利技术人对左右两侧注浆面区所承受的压力值分析，得到在放样线与左侧路面线形成的角度为30°和右侧放样线与右侧路面线形成的角度为30°，左右两侧注浆面区相邻的玻璃纤维锚杆间距d1为100cm时，左右两侧注浆面区能够很好承受来自于掌子面的压力值。优选的，所述玻璃纤维锚杆为FL30×7型锚杆。优选的，所述浆液初凝时间为1～2min。优选的，所述注浆泵采用KBY-50/70注浆泵。优选的，所述水泥采用P042.5普通硅酸盐水泥。优选的，所述风动凿岩机采用YT28型凿岩机。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术施工方法通过将掌子面划分为弧形环面区和核心土区，预留核心土区约束掌子面前方土体挤出变形；再对弧形环面区和核心土区划分，按照划分的不同进行设置不同间距的玻璃纤维锚杆，从而减少玻璃纤维锚杆数量，减少作业工人的工程量，减少施工周期，有效的减少了施工成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1：测量放线：将掌子面划分为弧形环面区(9)和核心土区(8)，在弧形环面区(9)和核心土区(8)的位置上分别测量出玻璃纤维锚杆(1)的钻孔位置，玻璃纤维锚杆(1)在弧形环面区(9)和核心土区(8)上分别按照梅花形布置；/nS2：钻孔：用风动凿岩机对弧形环面区(9)和核心土区(8)分别进行钻孔，所述钻孔直径大于注浆管径；所述钻孔深度大于所述玻璃纤维锚杆(1)的长度，且钻孔深度超过大量块石层的底层；/n所述玻璃纤维锚杆(1)尾端外露20cm支撑于掌子面上；/n所述玻璃纤维锚杆(1)孔位钻设与预设孔位偏差小于或等于1cm；/nS2：注浆：注浆前先喷射5～10cm厚的混凝土封闭掌子面；根据不同的地质条件选用不同的注浆材料，注浆泵压注水泥浆或水泥砂浆；注浆方式采用自上而下顺序进行，浆液先稀后浓，注浆量先大后小，注浆压力由小到大；/n单孔注浆压力达到0.5～2.0Mpa，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80％及以上时注浆方可结束；/nS3：开挖：先对已注浆的弧形环面区(9)进行开挖，将已注浆的核心土区(8)留置形状为梯形；所述弧形环面区(9)比核心土区(8)开挖超前500～700cm，两工序平行作业。/n...

【技术特征摘要】
1.一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：测量放线：将掌子面划分为弧形环面区(9)和核心土区(8)，在弧形环面区(9)和核心土区(8)的位置上分别测量出玻璃纤维锚杆(1)的钻孔位置，玻璃纤维锚杆(1)在弧形环面区(9)和核心土区(8)上分别按照梅花形布置；
S2：钻孔：用风动凿岩机对弧形环面区(9)和核心土区(8)分别进行钻孔，所述钻孔直径大于注浆管径；所述钻孔深度大于所述玻璃纤维锚杆(1)的长度，且钻孔深度超过大量块石层的底层；
所述玻璃纤维锚杆(1)尾端外露20cm支撑于掌子面上；
所述玻璃纤维锚杆(1)孔位钻设与预设孔位偏差小于或等于1cm；
S2：注浆：注浆前先喷射5～10cm厚的混凝土封闭掌子面；根据不同的地质条件选用不同的注浆材料，注浆泵压注水泥浆或水泥砂浆；注浆方式采用自上而下顺序进行，浆液先稀后浓，注浆量先大后小，注浆压力由小到大；
单孔注浆压力达到0.5～2.0Mpa，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80％及以上时注浆方可结束；
S3：开挖：先对已注浆的弧形环面区(9)进行开挖，将已注浆的核心土区(8)留置形状为梯形；所述弧形环面区(9)比核心土区(8)开挖超前500～700cm，两工序平行作业。


2.根据权利要求1所述的一种结合全断面玻璃纤维锚杆与核心土加固的施工方法，其特征在于：在步骤S1中，从掌子面的路面线(12)的中点处放样出两条从路面线(12)的中点到掌子面轮廓线的左侧放样线(13)和右侧放样线(14)；
所述左侧放样线(13)和右侧放样线(14)分别将弧形环面区(9)划分为中部弧形环面区(2)、左侧弧形环面区(4)和右侧弧形环面区(6)；将核心土区划分为中部核心土区(3)、左侧核心土区(5)和右侧核心土区(7)；
所述左侧弧形环面区(4)与左侧核心土区(5)组成左侧注浆面区，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖建东，邓迪，殷洪亮，
申请(专利权)人：中铁隆工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51