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超前小导管注浆

超前小导管施工工艺

时间：2018-05-29

超前小导管注浆技术是隧道浅埋暗挖的一种支护措施，在隧道的软弱破碎地层、穿越浅埋段、沙层段、洞口偏压段、断层破碎带及砂卵石段等不良地段施工中发挥着重要的作用。本文分析了隧道超前小导管注浆的基本原理与设计参数、小导管注浆具体施工工艺、质量要求及注意事项。

超前小导管注浆

1工艺原理

（1）小导管超前注浆的基本原理是：

在工作面周边按一定角度将小导管打（钻、压）入地层中，借助注浆泵的压力，使浆液通过小导管渗透，扩散到地层孔隙或裂隙中，以改善土体物理力学性能，这样既可止水又可在工作面周围成一个承载壳——地层自承拱，同时管体又可起到超前锚杆的作用，从而达到增加土体的自稳时间、提高开挖面地层自稳能力、限制地层松弛变形的目的。

（2）小导管超前注浆固结原理可归纳为以下两种：

①渗入性注浆，对于具有一定孔隙或裂隙受扰动或破坏的围岩，在注浆压力作用下，浆液克服流动的各种阻力，渗入围岩的孔隙或裂隙中，达到地层加固的目的。

②劈裂、压密注浆，对于致密的土质地层，在较高的浆液压力作用下，裂隙被挤开，使浆液得以渗入，形成脉状水泥浆脉，浆液在围岩分布形成以钢管为主干的树枝，凝固后的浆液挟持、网罩被压密的土体，起到固结作用。

2工艺特点

（1）形成了管棚与固结联合的超前支护体系，提高岩体自身的稳定性，抑制围岩松弛变形，增强了施工的性。

（2）加固效果稳妥可靠，注浆质量易于控制。

（3）采用超前支护手段，通过调整凝固时间，可大大缩短暗挖工序时间。

（4）采用常用小型机械施作，无需配备专用设备，工艺操作简便，一般工地都可掌握。

设计参数

小导管注浆支护的一般参数如下：钢管直径30 - 50mm钢管长3 - 5m，钢管钻设注浆孔间距为100 - 150 mm，钢管沿拱的环向布置间距为300 - 500 mm．钢管沿拱的环向外插角为5°一15°，小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度，钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m .注浆材料：一般采用水泥砂浆（水灰比0.5～1）；当围岩破碎，岩体止浆效果不好时，可采用水泥-水玻璃双液浆。

实际注浆量均在理论注浆量的大值与小值之间。同时也验证：《隧道施工规范》中的注浆量计算公式(1)是适用于深孔超前围幕注浆的，而不适用于超前小导管注浆；参考资料注2中的注浆量计算公式(2)是适用于单排超前小导管注浆的；本文推导的公式(3)  是对公式(2)进一步补充，适用于单排及多排超前小导管注浆的计算。 

注浆量控制的意义 

（1）通过对超前小导管注浆的浆液特性的了解以及对施工工艺的严格控制，以使岩(土)体实际注入必要的浆液，以保证围岩达到预期的固结强度和止水效果；同时如果注浆量异常超标时（如局部岩(土)体有空洞），则可以预先推测围岩地质条件的变异，从而可事先调整以后的施工工艺。因此通过实际注浆量和理论注浆量的比较，可有效地评估实际注浆质量和止水效果； 

（2）通过注浆量理论计算的总量控制，可以促进实际工地注浆量的现场计量把关，杜绝因施工技术人员盲目套用不适当公式而导致计量注浆量明显偏高，造成业主支付不必要的、不符合实际的工程款。       

结      语 

隧道施工地质条件是千变万化的，采用超前小导管注浆工艺的设计参数亦是多种多样的，笔者仅将在施工中获得的一点经验与体会予以总结，供各位同行与专家参考，以期共同提高目前隧道超前小导管注浆的施工质量和计量控制水平，不当之处望予以批评指正。