如何根據圍巖情況選擇合適的超前支護和初期支護方式?在隧道及地下工程施工中,根據圍巖情況選擇合適的超前支護和初期支護方式至關重要,具體可以從以下幾個方面進行考慮:
一、圍巖級別判斷
1. Ⅰ--Ⅱ級圍巖:
- 通常穩定性較好,自穩能力強。對于這類圍巖,一般可不設置超前支護,或僅在局部地質條件稍差的地段設置少量超前小導管進行預加固。
- 初期支護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減小。
2. Ⅲ級圍巖:
- 穩定性一般,有一定的自穩能力但可能在局部出現掉塊等現象。可根據具體情況選擇超前小導管進行超前支護,以提高圍巖的穩定性。
- 初期支護采用噴射混凝土、系統錨桿和鋼拱架相結合的方式。噴射混凝土厚度適中,錨桿長度和間距根據實際情況調整,鋼拱架可間隔一定距離設置。
3. Ⅳ級圍巖:
- 穩定性較差,自穩時間較短。需設置較強的超前支護,如超前小導管加密布置或采用管棚進行超前支護。
- 初期支護應采用較厚的噴射混凝土、加密的系統錨桿和鋼拱架。鋼拱架的間距應適當減小,以增強支護效果。
4. Ⅴ、Ⅵ級圍巖:
- 穩定性很差,自穩能力極差,易發生坍塌。必須采用強有力的超前支護,如大管棚加小導管雙層超前支護。
- 初期支護采用厚噴射混凝土、密集的系統錨桿和高強度鋼拱架,必要時可設置雙層鋼拱架,以確保隧道結構的安全。
二、地質構造影響
1. 斷層破碎帶:
- 圍巖破碎,強度低,容易出現坍塌。應選擇管棚等強超前支護方式,對破碎帶進行預加固。初期支護采用高強度的鋼拱架、密集錨桿和厚噴射混凝土,并及時封閉成環。
2. 巖溶地區:
- 根據巖溶發育程度和填充物情況選擇支護方式。若巖溶較小且填充物穩定,可采用超前小導管進行超前支護;若巖溶較大或填充物不穩定,需采用管棚等進行超前支護。初期支護應加強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度降低,穩定性變差。超前支護可采用注漿小導管或管棚進行預注漿,以加固圍巖并止水。初期支護要加強防水措施,如設置防水板,并采用能承受較大水壓力的支護結構。
三、施工方法考慮
1. 全斷面法施工:
- 適用于圍巖較好的情況。超前支護可根據圍巖級別適當選擇或不設置。初期支護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。上臺階開挖前應設置超前支護,根據圍巖情況選擇合適的超前小導管或管棚。初期支護應隨著開挖進度及時施作,上下臺階的初期支護應盡快封閉成環。
3. 分部開挖法施工:
- 適用于圍巖較差的情況。超前支護應加強,如采用雙層超前小導管或管棚。初期支護應緊跟每一步開挖進行施作,確保各分部的圍巖穩定。