_{超前小導管}

超前小導管是隧道工程掘進施工過程中的一種工藝方法，主要用于自穩(wěn)時間短的軟弱破碎帶、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支護。

屬性

一種工藝方法

用    途

隧道工程掘進施工

直    徑

40~50mm

材    料

焊接鋼管或無縫鋼管

圓錐長

10cm

溢漿孔

孔徑6~8mm,孔距15mm，梅花狀

目錄

支護原理

1超前小導管是穩(wěn)定開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，超前小導管對松散巖層起到加固作用，注漿后增強了松散、軟弱圍巖的穩(wěn)定性，有利于完成開挖后與完成初期支護時間內圍巖的穩(wěn)定，不至于圍巖失穩(wěn)破壞直至坍塌。

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

3通過超前小導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其位置，經過一定時間凝結，將原有的松散土顆粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個新結構，強度大，防水性能良好的固結體，使得圍巖松散破碎狀況得到大幅度改善。

參數

超前小導管施工的各項參數確定應根據圍巖邊界地質條件、圍巖狀況、支護結構形式及隧道斷面尺寸而定。一般超前小導管施工沿著開挖輪廓線120度范圍設置。一般情況下：小導管長度L=上臺階高度+2m。小導管直徑：38-50mm。小導管前段做成約10cm長的圓錐狀，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。漿液擴散半徑一般為0.5m。注漿速度控制在50-100L/MIN。每循環(huán)小導管的搭接長度控制在1m以內。

制作

1 一般采用直徑38~50mm的無縫鋼管制作。

2 在小導管的前端做成約10cm長的圓錐狀，在尾端焊接直徑6~8mm鋼筋箍。距后端100cm內不開孔，剩余部分按20~30cm梅花形布設直徑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，孔直徑大于小導管直徑的10-20mm，孔深視導管長度而定。

2插入導管如插入有困難，可用帶有頂進功能的風鉆將套管頂入。

3用吹風管吹出孔內的雜物。

4小導管尾纏棉紗，使得小導管與鉆孔密貼，并用棉紗將空口堵緊。

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

土體技術

1 小導管注漿是淺埋暗挖隧道支護的一種措施。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構斷面較大時，應采取超前小導管支護。超前小導管支護必須配合鋼拱架使用。在條件允許時，也可在地面進行超前注漿加固；在有導洞時，也可在導洞內對隧道周邊進行徑向注漿加固。

2 小導管注漿支護的一般測如下：鋼管直徑40 - 50mm 鋼管長 3 - 5m ，鋼管鉆設注漿孔間距為 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° ，小導管是受力桿件，因此兩排小導管在縱向應有一定搭接長度，鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m .

導管安裝前應將工作面封閉嚴密、牢固，清理干凈，并測放出鉆設位置后方可施工．

3 采用小導管加固時，為保證工作面穩(wěn)定和掘進安全，應確保小導管安裝位置正確和足夠的有效長度，嚴格控制好小導管的鉆設角度。用作小導管的鋼管鉆有注漿孔，以便向土體進行注漿加固，也有利于提高小導管自身剛度和強度。

4 小導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由試驗確定。

小導管在隧道開挖時承受地層的壓力，為保證灌漿質量防止漏漿，小導管的尾部需設置封堵孔。

注漿施工應根據土質條件選擇注漿法：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硅化注漿法；在淤泥質軟土層中宜采用高壓噴射注漿法。

注漿材料應具備良好的可注性，固結后應有一定強度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮小，漿液須無毒，注漿工藝應簡單、方便、安全注漿材料的選用和配比的確定，應根據工程條件，經試驗確定。

注漿施工期應監(jiān)測地下水是否受污染，應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

測量人員根據施工圖紙在開挖面上準確劃出本循環(huán)小導管的孔位。

(2)鉆孔

采用風鉆進行鉆孔，鉆頭孔徑較設計導管管徑大20 mm以上。

(3)制作鋼花管

小導管前端做成尖錐形，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，尾部長度不小于30 cm作為不鉆孔的止?jié){段。

(4)小導管安裝

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

(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。

注漿前先沖洗管內沉積物，由下至上順序進行。單孔注漿壓力達到設計要求值，持續(xù)注漿10 min且進漿速度為開始進漿速度的1/4或進漿量達到設計進漿量的80%及以上時注漿方可結束。注完漿的鋼管要立即堵塞孔口，防止?jié){液外流。

注漿施工中認真填寫注漿記錄，隨時分析和改進作業(yè)，并注意觀察施工支護工作面的狀態(tài)。注漿參數應根據注漿試驗結果及現場情況調整。

注漿參數可參照以下數據進行選擇：

注漿壓力：一般為0．5～1．0 MPa；

漿液初凝時間：1～2 min；

水泥：P·O32．5普通硅酸鹽水泥；

砂：中細砂。

(6)注漿異常現象處理

1)串漿處理。在注漿過程中，經常發(fā)生漿液從其他孑L中流出的現象，這種現象稱為串漿。發(fā)生串漿時，在有多臺注漿機的條件下，同時注漿，否則將串漿孑L及時堵塞，輪到該管注漿時，再拔下堵塞物，用鐵絲或細鋼筋將管內雜物清除并用高壓風或水沖洗，然后再注漿。

2)機械故障。泵壓突然升高時，可能發(fā)生堵管，應停機檢查。

3)對漏漿及耗灰量過大的處理。若由于巖體破碎，漿液漏失嚴重，造成耗灰量過大。加濃水膠比，降低壓力．把流量限制在10 L范圍內，過一段時間在慢慢提升壓力，直到達到設計標準。如上述方法達不到效果，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)超前小導管設置。

2)小

沿隧道拱部均勻布設，環(huán)向間距應符合設計要求，宜為30～50 cm，外插角宜為10°～15°。與鋼構架成聯合支護。

(2)小導管應按設計長度施作，應大于2倍循環(huán)進尺，宜為3．5～5．0 m，搭接長度不應小于1．0 m。

3)應導管材質和直徑應符合設計要求，宜采用參42 mm的無縫鋼管，前端做成圓錐狀，在后端焊接鋼筋箍筋，管體布設梅花形溢漿孔。

(3)小導管的鉆孔、安設。

1)小導管的安設應采用引孔頂入法。

2)鉆孑L方向應順直。

3)鉆孔深度和直徑應與導管匹配。

4)鉆孔采用吹孔法清孔。

5)小導管口應按照孑L口閥門，外露長度不宜小于30 cm。

(4)小導管注漿。

1)注漿應采用注漿泵，為加速注漿，可安裝分漿器同時多管注漿。

2)配制好的漿液應在規(guī)定時間內注完，隨配隨用。

3)注漿順序為由下至上，注漿先稀后濃。

4)注漿壓力應符合設計要求，使?jié){液充滿鋼管及其周圍的空隙。 ^[1] 

_{雙層小導管}

雙層超前小導管，為兩排長度不同的小導管以不同的角度打設入圍巖，起到加強支護的作用。

雙層超前小導管

雙層小導管主要應用在隧道進出洞段，主要穩(wěn)定固結即將開挖隧道外輪廓線附近的圍巖，形成一層注漿固結圈；外側一層斜外插角的注漿小導管與一層注漿圈形成搭接的同時，形成第二層注漿加固圈，進一步加大圍巖固結區(qū)的范圍，為小導管的梁效應提供良好的支撐，從而確保開挖過程中的安全，開挖后的洞口下沉控制。

隧道出洞端地表陡峻，不易到達的情況。接近出洞時采用雙層小導管超前支護對掌子面前方進行預加固措施，降低了施工難度，省去了洞口施工時必要的施工機具布置等，是一種行之有效的掘進方式。