_{超前小導(dǎo)管}

超前小導(dǎo)管是隧道工程掘進(jìn)施工過(guò)程中的一種工藝方法，主要用于自穩(wěn)時(shí)間短的軟弱破碎帶、淺埋段、洞口偏壓段、砂層段、砂卵石段、斷層破碎帶等地段的預(yù)支護(hù)。

屬性

一種工藝方法

用    途

隧道工程掘進(jìn)施工

直    徑

40~50mm

材    料

焊接鋼管或無(wú)縫鋼管

圓錐長(zhǎng)

10cm

溢漿孔

孔徑6~8mm,孔距15mm，梅花狀

目錄

支護(hù)原理

1超前小導(dǎo)管是穩(wěn)定開(kāi)挖工作面的一種非常有效的輔助施工方法。在軟弱及破碎巖層施工中，超前小導(dǎo)管對(duì)松散巖層起到加固作用，注漿后增強(qiáng)了松散、軟弱圍巖的穩(wěn)定性，有利于完成開(kāi)挖后與完成初期支護(hù)時(shí)間內(nèi)圍巖的穩(wěn)定，不至于圍巖失穩(wěn)破壞直至坍塌。

2超前小導(dǎo)管注漿適用于隧道拱部軟弱圍巖，松散、無(wú)粘結(jié)土層、自穩(wěn)能力差的砂層及砂礫（卵）石層級(jí)破碎巖層。

3通過(guò)超前小導(dǎo)管注漿能改變圍巖狀況及穩(wěn)定性，漿液注入軟弱、松散地層或含水破碎圍巖裂隙后，能與之緊密接觸并凝固。漿液以充填，劈裂等方式，置換土顆粒間和巖石裂隙中的水分及空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間凝結(jié)，將原有的松散土顆粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)新結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度大，防水性能良好的固結(jié)體，使得圍巖松散破碎狀況得到大幅度改善。

參數(shù)

超前小導(dǎo)管施工的各項(xiàng)參數(shù)確定應(yīng)根據(jù)圍巖邊界地質(zhì)條件、圍巖狀況、支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及隧道斷面尺寸而定。一般超前小導(dǎo)管施工沿著開(kāi)挖輪廓線120度范圍設(shè)置。一般情況下：小導(dǎo)管長(zhǎng)打算度L=上臺(tái)階高度+2m。小導(dǎo)管直徑：38-50mm。小導(dǎo)管前段做成約10cm長(zhǎng)的圓錐狀，在尾端焊接直徑6~8mm的鋼筋箍。外插角度一般控制在10度~15度。注漿壓力控制在2MP左右。漿液擴(kuò)散半徑一般為0.5m。注漿速度控制在50-100L/MIN。每循環(huán)小導(dǎo)管的搭接長(zhǎng)度控制在1m以內(nèi)。

制作

1 一般采用直徑38~50mm的無(wú)縫鋼管制作。

2 在小導(dǎo)管的前端做成約10cm長(zhǎng)的圓錐狀，在尾端焊接直徑6~8mm鋼筋箍。距后端100cm內(nèi)不開(kāi)孔，剩余部分按20~30cm梅花形布設(shè)直徑6mm的溢漿孔。

安裝

可采用引孔或直接頂入方式。

1用電鉆鉆孔，孔直徑大于小導(dǎo)管直徑的10-20mm，孔深視導(dǎo)管長(zhǎng)度而定。

2插入導(dǎo)管如插入有困難，可用帶有頂進(jìn)功能的風(fēng)鉆將套管頂入。

3用吹風(fēng)管吹出孔內(nèi)的雜物。

4小導(dǎo)管尾纏棉紗，使得小導(dǎo)管與鉆孔密貼，并用棉紗將空口堵緊。

5小導(dǎo)管安裝后必須使得其周圍一定范圍內(nèi)用噴射砼封閉。噴射厚度控制在5-8cm。

土體技術(shù)

1 小導(dǎo)管注漿是淺埋暗挖隧道支護(hù)的一種措施。在軟弱、破碎地層中鑿空后極易塌孔，且施作超前錨桿比較困難或者結(jié)構(gòu)斷面較大時(shí)，應(yīng)采取超前小導(dǎo)管支護(hù)。超前小導(dǎo)管支護(hù)必須配合鋼拱架使用。在條件允許時(shí)，也可在地面進(jìn)行超前注漿加固；在有導(dǎo)洞時(shí)，也可在導(dǎo)洞內(nèi)對(duì)隧道周邊進(jìn)行徑向注漿加固。

2 小導(dǎo)管注漿支護(hù)的一般測(cè)如下：鋼管直徑40 - 50mm 鋼管長(zhǎng) 3 - 5m ，鋼管鉆設(shè)注漿孔間距為 100 - 150 mm ，鋼管沿拱的環(huán)向布置間距為 300 - 500 mm ．鋼管沿拱的環(huán)向外插角為 5°一 15° ，小導(dǎo)管是受力桿件，因此兩排小導(dǎo)管在縱向應(yīng)有一定搭接長(zhǎng)度，鋼管沿隧道縱向的搭接長(zhǎng)度一般不小于1m .

導(dǎo)管安裝前應(yīng)將工作面封閉嚴(yán)密、牢固，清理干凈，并測(cè)放出鉆設(shè)位置后方可施工．

3 采用小導(dǎo)管加固時(shí)，為保證工作面穩(wěn)定和掘進(jìn)安全，應(yīng)確保小導(dǎo)管安裝位置正確和足夠的有效長(zhǎng)度，嚴(yán)格控制好小導(dǎo)管的鉆設(shè)角度。用作小導(dǎo)管的鋼管鉆有注漿孔，以便向土體進(jìn)行注漿加固，也有利于提高小導(dǎo)管自身剛度和強(qiáng)度。

4 小導(dǎo)管注漿宜采用水泥漿或水泥砂漿。漿液必須充滿例借及周圍空隙，注漿量和注漿壓力應(yīng)由試驗(yàn)確定。

小導(dǎo)管在隧道開(kāi)挖時(shí)承受地層的壓力，為保證灌漿質(zhì)量防止漏漿，小導(dǎo)管的尾部需設(shè)置封堵孔。

注漿施工應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件選擇注漿法：在砂卵石地層中宜采用滲入注漿法；在砂層中宜采用擠壓、滲透注漿法；在粘土層中宜采用劈裂或電動(dòng)硅化注漿法；在淤泥質(zhì)軟土層中宜采用高壓噴射注漿法。

注漿材料應(yīng)具備良好的可注性，固結(jié)后應(yīng)有一定強(qiáng)度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮小，漿液須無(wú)毒，注漿工藝應(yīng)簡(jiǎn)單、方便、安全注漿材料的選用和配比的確定，應(yīng)根據(jù)工程條件，經(jīng)試驗(yàn)確定。

注漿施工期應(yīng)監(jiān)測(cè)地下水是否受污染，應(yīng)該防止注漿漿液溢出地面或超出注漿范圍。

施工方法及要求

施工方法

(1)孔位布置

測(cè)量人員根據(jù)施工圖紙?jiān)陂_(kāi)挖面上準(zhǔn)確劃出本循環(huán)小導(dǎo)管的孔位。

(2)鉆孔

采用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，鉆頭孔徑較設(shè)計(jì)導(dǎo)管管徑大20 mm以上。

(3)制作鋼花管

小導(dǎo)管前端做成尖錐形，尾部焊接西8 mm鋼筋加勁箍，管壁上每隔10～20 cm梅花型鉆眼，眼孑L直徑為6～8 mm，尾部長(zhǎng)度不小于30 cm作為不鉆孔的止?jié){段。

(4)小導(dǎo)管安裝

用風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入，鋼管尾端外露足夠長(zhǎng)度，超前小導(dǎo)管外插角嚴(yán)格按照施工圖要求施作，尾部與鋼架焊接在一起。超前小導(dǎo)管與線路中線大致平行。孔位鉆設(shè)偏差不得大于10 cm，眼深大于小導(dǎo)管長(zhǎng)。

(5)注漿

采用KBY一50/70注漿泵壓注水泥漿或水泥砂漿。注漿前先噴射混凝土5～10 cm厚封閉掌子面，形成止?jié){盤。

注漿前先沖洗管內(nèi)沉積物，由下至上順序進(jìn)行。單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，持續(xù)注漿10 min且進(jìn)漿速度為開(kāi)始進(jìn)漿速度的1/4或進(jìn)漿量達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)漿量的80%及以上時(shí)注漿方可結(jié)束。注完漿的鋼管要立即堵塞孔口，防止?jié){液外流。

注漿施工中認(rèn)真填寫注漿記錄，隨時(shí)分析和改進(jìn)作業(yè)，并注意觀察施工支護(hù)工作面的狀態(tài)。注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)注漿試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整。

注漿參數(shù)可參照以下數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇：

注漿壓力：一般為0．5～1．0 MPa；

漿液初凝時(shí)間：1～2 min；

水泥：P·O32．5普通硅酸鹽水泥；

砂：中細(xì)砂。

(6)注漿異常現(xiàn)象處理

1)串漿處理。在注漿過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生漿液從其他孑L中流出的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為串漿。發(fā)生串漿時(shí)，在有多臺(tái)注漿機(jī)的條件下，同時(shí)注漿，否則將串漿孑L及時(shí)堵塞，輪到該管注漿時(shí)，再拔下堵塞物，用鐵絲或細(xì)鋼筋將管內(nèi)雜物清除并用高壓風(fēng)或水沖洗，然后再注漿。

2)機(jī)械故障。泵壓突然升高時(shí)，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢查。

3)對(duì)漏漿及耗灰量過(guò)大的處理。若由于巖體破碎，漿液漏失嚴(yán)重，造成耗灰量過(guò)大。加濃水膠比，降低壓力．把流量限制在10 L范圍內(nèi)，過(guò)一段時(shí)間在慢慢提升壓力，直到達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。如上述方法達(dá)不到效果，使用在漿液中加入速凝劑，間歇灌漿、灌注砂漿、停灌待凝等方法處理。

施工要求

(1)超前小導(dǎo)管設(shè)置。

2)小

沿隧道拱部均勻布設(shè)，環(huán)向間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，宜為30～50 cm，外插角宜為10°～15°。與鋼構(gòu)架成聯(lián)合支護(hù)。

(2)小導(dǎo)管應(yīng)按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度施作，應(yīng)大于2倍循環(huán)進(jìn)尺，宜為3．5～5．0 m，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于1．0 m。

3)應(yīng)導(dǎo)管材質(zhì)和直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，宜采用參42 mm的無(wú)縫鋼管，前端做成圓錐狀，在后端焊接鋼筋箍筋，管體布設(shè)梅花形溢漿孔。

(3)小導(dǎo)管的鉆孔、安設(shè)。

1)小導(dǎo)管的安設(shè)應(yīng)采用引孔頂入法。

2)鉆孑L方向應(yīng)順直。

3)鉆孔深度和直徑應(yīng)與導(dǎo)管匹配。

4)鉆孔采用吹孔法清孔。

5)小導(dǎo)管口應(yīng)按照孑L口閥門，外露長(zhǎng)度不宜小于30 cm。

(4)小導(dǎo)管注漿。

1)注漿應(yīng)采用注漿泵，為加速注漿，可安裝分漿器同時(shí)多管注漿。

2)配制好的漿液應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)注完，隨配隨用。

3)注漿順序?yàn)橛上轮辽希{先稀后濃。

4)注漿壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，使?jié){液充滿鋼管及其周圍的空隙。 ^[1] 

_{雙層小導(dǎo)管}

雙層超前小導(dǎo)管，為兩排長(zhǎng)度不同的小導(dǎo)管以不同的角度打設(shè)入圍巖，起到加強(qiáng)支護(hù)的作用。

雙層超前小導(dǎo)管

雙層小導(dǎo)管主要應(yīng)用在隧道進(jìn)出洞段，主要穩(wěn)定固結(jié)即將開(kāi)挖隧道外輪廓線附近的圍巖，形成一層注漿固結(jié)圈；外側(cè)一層斜外插角的注漿小導(dǎo)管與一層注漿圈形成搭接的同時(shí)，形成第二層注漿加固圈，進(jìn)一步加大圍巖固結(jié)區(qū)的范圍，為小導(dǎo)管的梁效應(yīng)提供良好的支撐，從而確保開(kāi)挖過(guò)程中的安全，開(kāi)挖后的洞口下沉控制。

隧道出洞端地表陡峻，不易到達(dá)的情況。接近出洞時(shí)采用雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)對(duì)掌子面前方進(jìn)行預(yù)加固措施，降低了施工難度，省去了洞口施工時(shí)必要的施工機(jī)具布置等，是一種行之有效的掘進(jìn)方式。