_{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(jù)其位置,，經(jīng)過一定時間凝結，將原有的松散土顆?；蛄严赌z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(shù)

超前小導管施工的各項參數(shù)確定應根據(jù)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**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**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(jù)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(jù)工程條件，經(jīng)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(jù)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,?？孜汇@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(shù)應根據(jù)注漿試驗結果及現(xiàn)場情況調整,。

注漿參數(shù)可參照以下數(shù)據(jù)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(xiàn)象處理

1)串漿處理,。在注漿過程中,，經(jīng)常發(fā)生漿液從其他孑L出的現(xiàn)象，這種現(xiàn)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(lián)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,。