如何根據(jù)圍巖情況選擇合適的超前支護(hù)和初期支護(hù)方式?在隧道及地下工程施工中,根據(jù)圍巖情況選擇合適的超前支護(hù)和初期支護(hù)方式至關(guān)重要,具體可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮:
一、圍巖級別判斷
1. Ⅰ--Ⅱ級圍巖:
- 通常穩(wěn)定性較好,自穩(wěn)能力強(qiáng)。對于這類圍巖,一般可不設(shè)置超前支護(hù),或僅在局部地質(zhì)條件稍差的地段設(shè)置少量超前小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)加固。
- 初期支護(hù)可采用噴射混凝土和局部錨桿。噴射混凝土厚度相對較薄,錨桿長度和間距也可適當(dāng)減小。
2. Ⅲ級圍巖:
- 穩(wěn)定性一般,有一定的自穩(wěn)能力但可能在局部出現(xiàn)掉塊等現(xiàn)象??筛鶕?jù)具體情況選擇超前小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù),以提高圍巖的穩(wěn)定性。
- 初期支護(hù)采用噴射混凝土、系統(tǒng)錨桿和鋼拱架相結(jié)合的方式。噴射混凝土厚度適中,錨桿長度和間距根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整,鋼拱架可間隔一定距離設(shè)置。
3. Ⅳ級圍巖:
- 穩(wěn)定性較差,自穩(wěn)時間較短。需設(shè)置較強(qiáng)的超前支護(hù),如超前小導(dǎo)管加密布置或采用管棚進(jìn)行超前支護(hù)。
- 初期支護(hù)應(yīng)采用較厚的噴射混凝土、加密的系統(tǒng)錨桿和鋼拱架。鋼拱架的間距應(yīng)適當(dāng)減小,以增強(qiáng)支護(hù)效果。
4. Ⅴ、Ⅵ級圍巖:
- 穩(wěn)定性很差,自穩(wěn)能力極差,易發(fā)生坍塌。必須采用強(qiáng)有力的超前支護(hù),如大管棚加小導(dǎo)管雙層超前支護(hù)。
- 初期支護(hù)采用厚噴射混凝土、密集的系統(tǒng)錨桿和高強(qiáng)度鋼拱架,必要時可設(shè)置雙層鋼拱架,以確保隧道結(jié)構(gòu)的安全。
二、地質(zhì)構(gòu)造影響
1. 斷層破碎帶:
- 圍巖破碎,強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)坍塌。應(yīng)選擇管棚等強(qiáng)超前支護(hù)方式,對破碎帶進(jìn)行預(yù)加固。初期支護(hù)采用高強(qiáng)度的鋼拱架、密集錨桿和厚噴射混凝土,并及時封閉成環(huán)。
2. 巖溶地區(qū):
- 根據(jù)巖溶發(fā)育程度和填充物情況選擇支護(hù)方式。若巖溶較小且填充物穩(wěn)定,可采用超前小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù);若巖溶較大或填充物不穩(wěn)定,需采用管棚等進(jìn)行超前支護(hù)。初期支護(hù)應(yīng)加強(qiáng)對溶洞周圍圍巖的支撐,防止溶洞坍塌引起的破壞。
3. 富水地層:
- 圍巖在水的作用下強(qiáng)度降低,穩(wěn)定性變差。超前支護(hù)可采用注漿小導(dǎo)管或管棚進(jìn)行預(yù)注漿,以加固圍巖并止水。初期支護(hù)要加強(qiáng)防水措施,如設(shè)置防水板,并采用能承受較大水壓力的支護(hù)結(jié)構(gòu)。
三、施工方法考慮
1. 全斷面法施工:
- 適用于圍巖較好的情況。超前支護(hù)可根據(jù)圍巖級別適當(dāng)選擇或不設(shè)置。初期支護(hù)可在全斷面開挖完成后迅速施作,以保證施工安全。
2. 臺階法施工:
- 對于不同級別的圍巖均可采用。上臺階開挖前應(yīng)設(shè)置超前支護(hù),根據(jù)圍巖情況選擇合適的超前小導(dǎo)管或管棚。初期支護(hù)應(yīng)隨著開挖進(jìn)度及時施作,上下臺階的初期支護(hù)應(yīng)盡快封閉成環(huán)。
3. 分部開挖法施工:
- 適用于圍巖較差的情況。超前支護(hù)應(yīng)加強(qiáng),如采用雙層超前小導(dǎo)管或管棚。初期支護(hù)應(yīng)緊跟每一步開挖進(jìn)行施作,確保各分部的圍巖穩(wěn)定。