_{超前小導(dǎo)管}

 

超前小導(dǎo)管是隧道工程掘進(jìn)施工過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

焊接鋼管或無縫鋼管

圓錐長

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,、無粘結(jié)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(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)過一定時(shí)間凝結(jié),，將原有的松散土顆?；蛄严赌z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)管施工沿著開挖輪廓線120度范圍設(shè)置,。一般情況下：小導(dǎo)管長度L=上臺階高度+2m。小導(dǎo)管直徑：38-50mm,。小導(dǎo)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(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)管的搭接長度控制在1m以內(nèi),。

制作

1 一般采用直徑38~50mm的無縫鋼管制作。

2 在小導(dǎo)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(nèi)不開孔，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)的一般測如下：鋼管直徑40 - 50mm 鋼管長 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)有一定搭接長度，鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m .

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

3 采用小導(dǎo)管加固時(shí),，為**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)管在隧道開挖時(shí)承受地層的壓力，為**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，漿液須無毒,，注漿工藝應(yīng)簡單,、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

測量人員根據(jù)施工圖紙?jiān)陂_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,。

(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?，F(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(shí)，在有多臺注漿機(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)對漏漿及耗灰量過大的處理。若由于巖體破碎,，漿液漏失嚴(yán)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(nèi),，過一段時(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(dá)的情況,。接近出洞時(shí)采用雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)對掌子面前方進(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,。