超前锚杆预支护
隧道管棚超前支护
钻头不变径跟管的主要缺点有
1、钻具在工作时，内外管同时回转，易造成 内外管之间的环状间隙被岩粉堵塞或被大 块岩屑卡住，造成内管反转失灵，内外管 无法分离。这种方法需要大扭矩的回转钻 机，能源消耗大，不利于环保； 2、由于钻头不变径跟管钻具的钻进是同口径 进入，尤其是遇到漂石时，钻进将非常困 难，即使钻孔成功，由于钻孔缩径，起拔 套管也非常麻烦，甚至经常造成套管断裂 等孔内事故。
管棚支护的主要作用和优点
（1）梁拱效应：先行施设的管棚，以掌子面和后方支撑为 支点，形成一个梁式结构，二者构成环绕隧洞轮廓的壳状结构， 可有效抑制围岩松动和垮塌。 （2）加固效应：注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中，使松 散岩体胶结、固结，从而改善了软弱围岩的物理力学性质，增 强了围岩的自承能力，达到加固钢管周边软弱围岩的目的。 （3）环槽效应：掌子面爆破产生的爆炸冲击波传播和爆生 气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射，大大降 低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度及扰动范围。 （4）确保施工安全：管棚支护刚度较大，施工时如发生塌 方，塌碴也是落在管棚上部岩碴上，起到缓冲作用，即使管棚 失稳，其破坏也较缓慢。
孔深到位 安装管棚 取出套管 退钻 继续钻孔
钻机移位
下一孔位
注浆流程
水 水泥
水泥浆池
注 浆 泵
混 合 器
三通 钻孔注浆
稀释水玻璃
成孔方法
常用的施工方法有夯管法、顶管法、 钻孔等。但钻孔法是目前最常用的成孔方法。 随着钻探设备的专业化分工越来越细，管棚 专用钻机也应运而生。但管棚钻进为近水平 钻进，性质上与勘探钻孔有所不同，对钻孔 方向(空间位置)的精度要求很高，终孔测量 一旦发现孔斜或超出设计允许偏差，会造成 严重的后果。
根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分 布的影响，可将超前支护分为地层改良法和预支护 法。地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性 的方法，这种方法包括注浆、土壤加固、排水和地 层冻结等；预支护法就是在隧道开挖前，先超前对 围岩进行加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖 面周围应力干扰达到最小的方法。超前支护方法主 要包括：管棚法，机械预切糟法，预衬砌法，水平 旋喷注浆法，超前小导管法，超前锚杆法、冻结法 等等。其中管棚层。
超前支护技术在采矿工程中的应用研究
超前支护技术在采矿工程中的应用研究在当今的采矿工程领域，超前支护技术扮演着至关重要的角色。
随着采矿深度的增加、地质条件的日益复杂以及对安全生产和高效开采的更高要求，超前支护技术不断发展和创新，为采矿作业提供了有力的保障。
一、超前支护技术概述超前支护，顾名思义，是在采矿工程的掘进或开采工作面前方，预先采取的支护措施，以防止围岩变形、坍塌，保障作业人员和设备的安全，同时为后续的施工创造良好的条件。
其主要作用包括：1、控制围岩变形：通过对前方围岩的支撑和约束，减少因开采引起的位移和变形。
2、提高围岩稳定性：增强岩体的自身承载能力，降低发生冒顶、片帮等事故的风险。
3、保障施工安全：为作业人员提供一个相对安全的工作空间，减少因顶板坍塌等造成的人员伤亡。
常见的超前支护技术类型多种多样，如超前锚杆支护、超前管棚支护、超前注浆支护等。
每种技术都有其特点和适用范围。
二、超前支护技术的主要类型及特点（一）超前锚杆支护超前锚杆是将锚杆沿隧道掘进轮廓线向前方倾斜安装的一种支护方式。
它的优点在于施工简单、成本较低，能够迅速提供一定的支护阻力。
然而，其支护强度相对较弱，适用于地质条件较好、围岩稳定性较高的情况。
（二）超前管棚支护超前管棚通常由钢管组成，通过在前方形成一个钢管棚架来支护围岩。
管棚的支护强度较高，能够有效控制较大范围内的围岩变形。
但施工工艺较为复杂，成本也相对较高，适用于地质条件复杂、存在断层破碎带等不良地质情况。
（三）超前注浆支护超前注浆是通过向围岩中注入浆液，改善围岩的物理力学性质，提高其自稳能力。
这种方法能够有效地填充围岩中的裂隙和孔隙，增强围岩的整体性和强度。
但注浆效果受到注浆材料、注浆工艺等多种因素的影响，需要严格控制施工质量。
三、超前支护技术在采矿工程中的应用实例（一）煤矿开采中的应用在煤矿开采中，由于煤层的赋存条件和地质构造复杂多变，超前支护技术的应用尤为重要。
例如，在掘进工作面遇到断层时，采用超前管棚支护可以有效地防止顶板垮落，保障掘进工作的顺利进行。
隧道工程管棚超前支护技术
三活瓣跟管钻具的组成 钻头活瓣结构
1.连接偏心钻头和钻头体的横销只起到悬挂钻头的 作，不承担扭矩，避免了销子的变形、折断所造 成孔内事故；
2.目前国内采用的偏心跟管钻头需要转动175°左右 才能实现钻头的张敛，而这种类型钻头的钻头体 正转一个很小角度（8°左右）即可使钻头直径增 大到设定的扩孔直径，钻头收回时，反转一个很 小角度即可使钻头直径缩小到设定的直径，减少 了钻头收回时被卡住的概率；
地质勘查
管棚加工与制作
浆液制作
管棚设计
建
测
钻钻
立
量
机孔
工
定
定与
作
位
位清
室
孔
插
注隧
入
浆道
管
加开
棚
固挖
设备材料准备
准备工作 安装管棚
套管定位
一节套管钻完 钻孔
安装下节套管
取出套管
孔深到位 退钻
继续钻孔
钻机移位
下一孔位
水
水泥
水泥浆池
注
浆
泵
稀释水玻璃
混 三通 合 器
钻孔注浆
常用的施工方法有夯管法、顶管法、钻孔等。但 钻孔法是目前最常用的成孔方法。随着钻探设备的专 业化分工越来越细，管棚专用钻机也应运而生。但管 棚钻进为近水平钻进，性质上与勘探钻孔有所不同， 对钻孔方向(空间位置)的精度要求很高，终孔测量一 旦发现孔斜或超出设计允许偏差，会造成严重的后果。
“ 海 王 星 ” 跟 管 系 统 如 图 2-9 所 示，这种系统的内外管系统基本和 “土星“跟管系统相似，内管定心 是通过回转内管（3），借助一个螺 旋伸缩接头（8）和套管在潜孔锤外 部的带有凸台（7）的套筒（6）一 齐向下移动，使凸台座落在套管（4） 底部套管靴（5）内的台阶上。此时 将潜孔锤（1）挤向一侧，并实现偏 心钻头（2）的扩底钻进，偏心钻进 进入套管并能提到地表。为防止套 管靴内部磨损，其内部在与凸台相 对应的位置上设有耐磨环。
隧道洞口段的支护技术
隧道洞口段的支护技术在不良地质条件下的隧道洞口段施工前，将隧道洞口段预加固，使隧道洞口段施工在预加固结构的保护下进行开挖，对隧道洞口段施工安全施工质量有着重要作用。
隧道洞口段预加固方法很多，主要有地表加固、洞内支护两大类。
一、隧道洞口段的地表加固隧道洞口段，埋深较小而变化幅度较大，地质条件复杂，地层条件一般都很差，围岩不稳定，由于施工方法不当或辅助加固措施不足，经常造成地表坡面的破坏。
常用的地表加固有以下几种。
1.直接加固法直接加固法通过改变滑坡体的抗滑力及下滑力来改变滑动体滑动面上的平衡条件，主要是通过增加边坡的抗滑力来实现，如填土、地表锚杆、抗滑桩、挡墙、错索等方法，其中地表锚杆施工方法是最为常用的方法。
2.间接加固法间接加固法是以控制滑动因素、降低滑动力为目的。
其中水的影响是极大的，它可以减小围岩强度，促进滑动，常采用防渗法和排水法，如防渗层、暗沟、疏干巷道等。
间接加固法中还有排土法，它是通过减小滑坡体的下滑力来实现，即通过改变边坡的平衡条件，从而提高边坡的稳定性。
应当注意的是，不是任何不稳定边坡经过排土法就能增加其稳定系数，这与排土方式有关，要具体分析。
一般情况下，排土法和填土法是结合在一起使用的。
二、隧道洞口段的支护隧道洞口段的支护，有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护等方法。
1.超前管棚支护超前管棚是沿开挖轮廓线周线，钻设与隧道轴线平行（或有微小角度）的钻孔，随后插入不同直径的钢管，并向管内注浆，固结管周边的围岩，并在预定的范围内形成棚架的支护体系，如图11-1所示。
图11-1 超前管棚支护示意图超前管棚能提高管周围的抗剪强度，先行支护围岩，把因开挖引起的松弛控制在最小范围内，具有梁效应和加固围岩效应。
梁效应即为因钢管是先行施设，掘进时，钢管在以掌子面和后方的支撑支持下，形成梁式结构，防止围岩崩塌和松弛。
加固围岩效应即为钢管插入后，压注水泥浆，加强钢管周边的围岩。
在浅埋的情况下，地表有建（构）筑物存在时，为把隧道开挖的影响限制在最小限度内，要尽量防止围岩的松弛，采用管棚方法是一种有效的支护方法。
超前锚杆支护参数
超前锚杆支护的参数因应用场景和目的不同而有所差异。
在隧道工程中，常见的超前锚杆支护参数如下：
1. 直径：一般为20mm～30mm。
2. 长度：一般为
3.0m～5.0m。
3. 间距：一般为0.3m～0.5m。
4. 外插角：一般为10°～15°。
5. 材料：一般采用普通砂浆锚杆，特殊情况下可采用药包锚杆或迈式锚杆。
此外，超前小导管注浆是在隧道开挖掌子面上，沿设计开挖轮廓线以外0.2m～0.3m，钻孔安装小的钢花管，然后进行高压注浆加固，等浆液达到一定强度后再进行开挖。
其参数包括：小导管的直径φ=40mm～60mm；长度1=3.0m～5.0m；间距d=0.3m～1.0m。
以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业工程师。
2024年二级建造师之二建公路工程实务题库附答案(典型题)
2024年二级建造师之二建公路工程实务题库附答案（典型题）单选题（共45题）1、下列关于上行式移动模架特征，表述正确的是（）。
A.模板支承方式为通过千斤顶直接或间接支撑在主梁上B.过孔时借助墩旁托架滑移C.使用受墩的高度限制D.制梁周期长【答案】 D2、滑模摊铺水泥混凝土路面时，控制路面高程的设施是( )。
A.模板B.基层C.基准线D.自动抹平板装置【答案】 C3、不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩的超前支护措施是（）。
A.超前小导管注浆B.管棚C.超前锚杆D.围岩预注浆加固【答案】 A4、既适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩，且对围岩加固的范围和强度相对较小的预支护措施是（）。
A.超前锚杆预支护B.超前小导管注浆预支护C.管棚预支护D.小钢管预支护【答案】 B5、在软弱地基上进行高填方路基施工时，除对软基进行必要处理外，还应（）。
A.当地基承载力不符合设计要求时，可不进行基底改善加固处理B.在原材料难以获得时，填料允许土质差一些C.在原地面上1～2m内不填筑细粒土D.随意增大填筑层厚度【答案】 C6、某二级公路改造工程中的K1＋000～K1＋200段路堤右侧坡脚处受河水浸泡，在洪水作用下，旧路坡脚垮塌，急需抢修，对此最宜选用的路基防护是（）。
A.喷射混凝土封面B.干砌片石护坡C.抛石防护D.护面墙【答案】 C7、柱板式锚杆挡土墙墙后的土压力传递顺序，正确的是（）。
A.墙后的土压力——锚杆——挡土板B.墙后的土压力——挡土板——锚杆C.墙后的土压力——挡土板——肋柱——锚杆D.墙后的土压力——肋柱——挡土板——锚杆【答案】 C8、施工项目的（）是企业管理的基础和重点，是工程项目管理的核心。
A.进度管理B.质量管理C.安全管理D.成本管理【答案】 D9、既适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩，且对围岩加固的范围和强度相对较小的预支护措施是（）。
超前锚杆施工工艺细则
超前锚杆工艺细则编制：复核：审核：二0 年月日目录1.工程概况 (1)2.端锚注浆方案 (1)2.1.砂浆锚杆施工工艺 (1)2.2.施工方法 (2)3.砂浆锚杆注意事项 (3)4.安全保证措施 (3)5.质量保证措施 (4)6.环境保护措施 (4)7.职业健康安全保障措施 (5)7.1组织管理措施 (5)7.2保障措施 (5)8.验收要求 (5)超前锚杆施工工艺细则1.工程概况本管段主线隧道多为浅埋大断面隧道，围岩主要为Ⅲ级至Ⅵ级，地质情况不是很好。
结合工程实际，考虑便于施工、低成本等，确保锚杆施作质量，充分发挥其作用，以保证施工安全。
确定锚杆施作的方案：锚杆眼成孔采用液压凿岩台车成孔，位置及方向按设计要求。
2.端锚注浆方案端锚注浆是在锚杆孔成孔后，在锚杆底端部采用化学药包将锚杆进行锚固后，再放入注浆管及排气管，封堵锚杆端头，再进行有压注浆。
其特点是端部化学药包内含两种密封的化学浆液，施工时利用外力将密封层破坏后两种浆液反生化学反应，迅速将锚杆预锚固，可以对锚杆体系施加一定的预应力。
其锚杆示意图如图2.1所示：如图2.1 锚杆示意图2.1.砂浆锚杆施工工艺洞身开挖Ⅲ级围岩超前支护采用早强水泥砂浆锚杆，其工艺流程为：钻孔→清孔→注入砂浆→插入杆体。
如下图2.2所示图2.2 砂浆锚杆施工工艺流程图2.2.施工方法2.2.1.准备：凿岩台车就位，并接好供电、供水管线。
2.2.2.测量布眼：根据锚杆设计间距及围岩层理、节理分布实际情况，用油漆标出眼位。
布眼时对层理及节理发育部位，需加密布设。
2.2.3.钻孔：先采用风钻按设计要求钻孔或用二臂液压钻孔台车钻孔，钻孔时钻杆垂于岩面或层理面，钻孔直径比锚杆直径大15mm，用风钻顶入，顶入长度不小于锚杆长度95%，锚杆尾端焊接于格栅钢支撑上，以增强共同支护作用。
2.2.4.清孔及检查：用高压风吹净孔中石屑及细小石块，利于浆液与岩壁充分接触，并检查孔深。
2.2.5.锚杆加工：锚杆采用Ⅱ级Φ25螺纹钢，按设计尺寸下料，将外露端头20cm范围内攻丝，其丝口深度和成型后直径与锚杆端头垫板匹配。
锚网喷砼支护与超前锚杆预支护在破碎带巷道掘进中的应用与研究
锚网喷砼支护与超前锚杆预支护在破碎带巷道掘进中的应用与研究发表时间：2019-08-27T11:31:13.870Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：刘虎[导读] 摘要：本文介绍了巷道在穿过破碎带岩层施工时，先预先沿巷道轮廓线施工超前锚杆，防止巷道围岩松动、冒落或倒塌，同时减少爆破过程中对周边围岩的破坏，确保工人可在安全可靠的工作条件下进行钻眼爆破工作。
中国华冶科工集团有限公司天津第三分公司摘要：本文介绍了巷道在穿过破碎带岩层施工时，先预先沿巷道轮廓线施工超前锚杆，防止巷道围岩松动、冒落或倒塌，同时减少爆破过程中对周边围岩的破坏，确保工人可在安全可靠的工作条件下进行钻眼爆破工作。
采用径向管缝锚杆、喷混凝土、编制式网片等，达到永久支护的目的，实践表明，该联合支护方法、技术经济合理，安全可靠性强。
关键词：锚网喷砼支护；超前锚杆支护；巷道掘进引言破碎带是巷道掘进时常见的地质构造形态，在巷道开挖过程中，断层破碎带被压碎产生破坏，造成巷道顶部岩体剥落，发生冒顶事故，冒顶的产生给巷道的掘进带来施工困难和安全问题。
目前对破碎带的预测技术还处于发展阶段，无法进行有效的预测，因此巷道掘进造成的冒顶无法完全避免，所以开展断层破碎带冒顶巷道支护技术研究显得尤为重要。
1、矿山概况及支护施工工序东五份子铁矿矿体为角闪石英磁铁矿，矿体上下盘围岩均为角闪斜长片麻岩，局部为绢云石英片岩及绿泥角闪片岩，根据矿山开采揭露的矿岩，矿岩稳固性较差断层较多，节理极其发育，随着巷道埋深的增加，巷道围岩也显现出软岩的特性，巷道支护难度相应增大。
巷道掘支工程业主初步设计为锚网喷砼支护，材料型号：锚杆：GFΦ43-1800mm管缝锚杆（管缝锚杆及托盘均采用4mm厚的铁板加工，托盘150mm*150mm）；网片：1100mm*2000mm（长*宽，编制外圈点焊式网片），网度100*100mm（Φ6mm圆钢制作）；施工过程中多次发生塌方垮冒现象，后期更改为锚网喷砼与超前锚杆联合支护，超前锚杆采用φ25mm*3000mm钢管，锚杆间距200mm，排距2000mm，每排15根左右，施工角度3°——6°；每次锚网施工完毕后，自最后一排锚杆后100mm-200mm之间的网片中向前施工超前锚杆，施工完毕后进行喷砼支护，待喷砼凝固后再进行掘进爆破施工。
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施 工 技 术 交 底
交底单位: 新建漳州港尾铁路 项目部隧道 架子一队 编号：S-JZY-016 工程名称
城仔内隧道（出口） 日 期 2012.3.3 施工部位
拱部超前锚杆预支护 根据图号 港尾施隧-18 港尾施隧参-04-08
交底内容：
一、适用范围
适用于DK40+980-DK40+950 段Ⅴ级围岩。
二、施工工艺
Φ25超前锚杆施工工艺流程图如下图所示：（见附图1）
附图1: 超前锚杆施工工艺流程图
三、锚杆制作、钻孔及安装
1、超前锚杆分布在拱部157°42′范围内（见附图2），每2m 设一环，每环27根，每根长3.5m 。
锚杆采用外径Φ25中空注浆锚杆，锚杆环向间距测量放样
钻孔清孔 组装中空锚杆 安装锚杆 按装止浆塞、检查排气管 备 料 注浆 制备浆液 安装垫板螺栓 验收、结束
40cm，纵向相邻两排锚杆的水平投影搭接长度不小于100cm，锚杆外插角控制在10°~20°内。
超前锚杆应与钢架配合使用，以增强共同支护作用。
附图2：超前锚杆布置图
2、锚杆孔开孔前做好测量放样工作，在掌子面上严格按设计要求布孔并用红油漆做好标记，施工时开孔偏差及钻孔角度偏差不得大于规范要求，以充分发挥锚杆的穿连和楔形分块的作用。
3、锚杆钻孔时采用电动空压机带动人工手持风枪进行钻孔，严格按照测量放样的标记进行开钻，采用自制木三角框严格控制外插角，钻孔过程中如发现外插角超出规定的角度，需立即进行校正，如无法校正时，则紧靠孔口重新钻孔，废弃的钻孔用砂浆填塞。
4、清孔采用自制清孔钢管，利用高压风冲洗锚杆孔，确保孔内不残留水、
石粉或其它影响砂浆与孔壁固结的杂物。
5、浆液采用专用制浆设备按配合比拌制。
通过注浆泵将预先制做好M20水泥砂浆注入到孔内，当压力及持荷时间达到设计和规定值时，停止注浆。
6、待中空锚杆水泥浆液达到设计强度10MPa后方可上紧垫板螺母。
7、灌浆压力不超过0.4Mpa。
四、超前锚杆施工要求
（1）定位出锚杆开孔位置，孔位允许偏差为±150mm。
（2）钻孔位置与围岩壁面外插角控制在10°~20°内。
（3）钻孔应圆而直，锚杆的钻孔应大于杆体直径15mm。
（4）锚杆钻孔深度应大于锚杆设计长度的10cm。
（5）杆体插入孔内长度不小于设计规定的95%，安装数量符合设计要求。
（6）锚杆垫片与喷射混凝土面密贴。
（7）砂浆锚杆入孔到底时孔口无水泥浆流出，须拔出锚杆重新安装。
（8）锚杆抗拉强度不小于180KN，壁厚不小于5mm。
五、安全注意事项
1、锚杆作业中，要密切注意观察围岩或喷射砼的剥落、坍塌。
清理浮石要彻底，施工中，发现危险征兆，及早报告及时处理。
2、锚杆种类及锚固方式要选择得当，严防因锚固力不够，或偷工减料造成锚杆脱落而造成事故，因此要指定专人负责，定期检查锚杆抗拔力。
编制者复核者日期
接受人日期
备注：1、技术交底编号应统一，隧道采用“S-001”；桥梁采用“Q-001”；路基采用“L-001”。