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隧道開挖 管冪樹脂灌漿

隧道開挖管冪樹脂灌漿-快速先撐管冪注漿加固技術

1. 工程背景

隧道開挖 – 某隧道洞口段存在約27m長膠結不良崩積岩塊層,為防止掘進時岩塊崩落危害及提升工程進度兩項目標,施工單位規劃在開挖線外採用鋼管管冪群作為前進縱向先撐,藉以穩定開挖面頂拱降低後續施工風險。

隧道開挖

 

 

 

 

 

 2. 解決方案

為達到迅速穩固開挖面頂拱目的,制定解決方案如下:(1)採用改良式鑽堡搭配特殊鑽頭,沿隧道開挖線外側鑽設水平鑽孔﹔(2)利用鋼管置入水平鑽孔中,形成頂拱管冪群﹔(3)採用固化時間迅速的聚胺酯樹脂作為灌注材料,減少固化及養護時間﹔(4)以緩凝型樹脂配合固定流量、終壓控制方式,使樹脂漿材能夠於岩塊層中大範圍擴散。

 

 

 

 

 

3. 施工設計

因為洞口段崩積岩塊層長度約27m,為了能夠充分固結頂拱區塊,施工設計如下:(1)分三階段進行管冪施作,鑽設長度分別為15m、15m、12m﹔(2)每階段沿開挖線外緣設置@50cm,直徑4”鑽孔共41孔﹔(3)每個鑽孔中置入直徑10cm中空開孔鋼管﹔(4)鋼管內置入三組灌漿管,出漿口分別位於距離孔口12m、9m、3m位置﹔(5)管口及孔口均以速凝水泥封堵,以防漿液短流﹔(6)孔口灌漿管連接靜態攪拌桿,並以1.5徑導入方式分別連接到中流量雙液型灌漿泵及監控系統;(7)三組灌漿管同時灌注,漿液流速每分鐘10~15公升,最大終壓小於5000kPa﹔(8)使用60秒反應微膨脹緩凝型聚胺酯樹脂進行灌注,設計有效灌注半徑30cm以上,漿液重疊範圍至少5cm。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

灌漿 灌漿

 

 

 

 

 

4. 施工過程

由於採用聚胺酯樹脂作為灌注材料,設備動員迅速。緩凝型漿液約60秒開始膠凝,90秒即可固化,搭配改良式鑽堡、特殊鑽頭、預先組立灌漿管等,使得每階段管冪鑽孔及灌注時間僅需要2天。加上樹脂材料岩塊層填充及黏結性優異,掘進過程順利,每15m崩積岩塊層掘進僅約8天時間,大幅縮短施工時間。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 執行成果

本工程由灌漿界專家酒井昭二先生親自督導,配合自動化壓力、流量監測系統即時觀測,灌漿成效良好,漿液短流、溢流現象極少發生。由於微膨脹緩凝型聚胺酯樹脂對於岩塊縫隙入滲、膠結、固化效果良好,27m崩積岩塊層輪進開挖、貫通僅使用約5周時間,即順利完成隧道開挖管冪樹脂灌漿與輪進開挖工作。

隧道開挖 隧道開挖

 

 

 

 

 

 

 


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