如何根据围岩情况选择合适的超前支护和初期支护方式?在隧道及地下工程施工中,根据围岩情况选择合适的超前支护和初期支护方式至关重要,具体可以从以下几个方面进行考虑:
一、围岩级别判断
1. Ⅰ--Ⅱ级围岩:
- 通常稳定性较好,自稳能力强。对于这类围岩,一般可不设置超前支护,或仅在局部地质条件稍差的地段设置少量超前小导管进行预加固。
- 初期支护可采用喷射混凝土和局部锚杆。喷射混凝土厚度相对较薄,锚杆长度和间距也可适当减小。
2. Ⅲ级围岩:
- 稳定性一般,有一定的自稳能力但可能在局部出现掉块等现象。可根据具体情况选择超前小导管进行超前支护,以提高围岩的稳定性。
- 初期支护采用喷射混凝土、系统锚杆和钢拱架相结合的方式。喷射混凝土厚度适中,锚杆长度和间距根据实际情况调整,钢拱架可间隔一定距离设置。
3. Ⅳ级围岩:
- 稳定性较差,自稳时间较短。需设置较强的超前支护,如超前小导管加密布置或采用管棚进行超前支护。
- 初期支护应采用较厚的喷射混凝土、加密的系统锚杆和钢拱架。钢拱架的间距应适当减小,以增强支护效果。
4. Ⅴ、Ⅵ级围岩:
- 稳定性很差,自稳能力极差,易发生坍塌。必须采用强有力的超前支护,如大管棚加小导管双层超前支护。
- 初期支护采用厚喷射混凝土、密集的系统锚杆和高强度钢拱架,必要时可设置双层钢拱架,以确保隧道结构的安全。
二、地质构造影响
1. 断层破碎带:
- 围岩破碎,强度低,容易出现坍塌。应选择管棚等强超前支护方式,对破碎带进行预加固。初期支护采用高强度的钢拱架、密集锚杆和厚喷射混凝土,并及时封闭成环。
2. 岩溶地区:
- 根据岩溶发育程度和填充物情况选择支护方式。若岩溶较小且填充物稳定,可采用超前小导管进行超前支护;若岩溶较大或填充物不稳定,需采用管棚等进行超前支护。初期支护应加强对溶洞周围围岩的支撑,防止溶洞坍塌引起的破坏。
3. 富水地层:
- 围岩在水的作用下强度降低,稳定性变差。超前支护可采用注浆小导管或管棚进行预注浆,以加固围岩并止水。初期支护要加强防水措施,如设置防水板,并采用能承受较大水压力的支护结构。
三、施工方法考虑
1. 全断面法施工:
- 适用于围岩较好的情况。超前支护可根据围岩级别适当选择或不设置。初期支护可在全断面开挖完成后迅速施作,以保证施工安全。
2. 台阶法施工:
- 对于不同级别的围岩均可采用。上台阶开挖前应设置超前支护,根据围岩情况选择合适的超前小导管或管棚。初期支护应随着开挖进度及时施作,上下台阶的初期支护应尽快封闭成环。
3. 分部开挖法施工:
- 适用于围岩较差的情况。超前支护应加强,如采用双层超前小导管或管棚。初期支护应紧跟每一步开挖进行施作,确保各分部的围岩稳定。