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超前小導管注漿
超前小導管施工工藝
時間：2018-05-29
超前小導管注漿技術是隧道淺埋暗挖的一種支護措施，在隧道的軟弱破碎地層、穿越淺埋段、沙層段、洞口偏壓段、斷層破碎帶及砂卵石段等不良地段施工中發揮著重要的作用。本文分析了隧道超前小導管注漿的基本原理與設計參數、小導管注漿具體施工工藝、質量要求及注意事項。
超前小導管注漿
1工藝原理
（1）小導管超前注漿的基本原理是：
在工作面周邊按一定角度將小導管打（鉆、壓）入地層中，借助注漿泵的壓力，使漿液通過小導管滲透，擴散到地層孔隙或裂隙中，以改善土體物理力學性能，這樣既可止水又可在工作面周圍成一個承載殼——地層自承拱，同時管體又可起到超前錨桿的作用，從而達到增加土體的自穩時間、提高開挖面地層自穩能力、限制地層松弛變形的目的。
（2）小導管超前注漿固結原理可歸納為以下兩種：
①滲入性注漿，對于具有一定孔隙或裂隙受擾動或破壞的圍巖，在注漿壓力作用下，漿液克服流動的各種阻力，滲入圍巖的孔隙或裂隙中，達到地層加固的目的。
②劈裂、壓密注漿，對于致密的土質地層，在較高的漿液壓力作用下，裂隙被擠開，使漿液得以滲入，形成脈狀水泥漿脈，漿液在圍巖分布形成以鋼管為主干的樹枝，凝固后的漿液挾持、網罩被壓密的土體，起到固結作用。
2工藝特點
（1）形成了管棚與固結聯合的超前支護體系，提高巖體自身的穩定性，抑制圍巖松弛變形，增強了施工的性。
（2）加固效果穩妥可靠，注漿質量易于控制。
（3）采用超前支護手段，通過調整凝固時間，可大大縮短暗挖工序時間。
（4）采用常用小型機械施作，無需配備專用設備，工藝操作簡便，一般工地都可掌握。
設計參數
小導管注漿支護的一般參數如下：鋼管直徑30 - 50mm鋼管長3 - 5m，鋼管鉆設注漿孔間距為100 - 150 mm，鋼管沿拱的環向布置間距為300 - 500 mm．鋼管沿拱的環向外插角為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 .注漿材料：一般采用水泥砂漿（水灰比0.5～1）；當圍巖破碎，巖體止漿效果不好時，可采用水泥-水玻璃雙液漿。
質量要求
1主控項目
（1）超前小導管所用的鋼管原材料進場檢驗應符合現行標準的要求；
（2）超前小導管所用鋼管的品種、級別、規格和數量必須符合設計要求；
（3）超前小導管與支撐結構的連接應符合設計要求；
（4）超前小導管的縱向搭接長度應符合設計要求。
2一般項目
（1）超前小導管施工允許誤差：外插角2
孔距(mm)±50
孔深(mm)+50，0
（2）注漿漿液強度和配合比應符合設計要求，且漿液應充滿鋼管及周圍的縫隙；
（3）導管采用鉆孔施工時，其孔眼深度應大于導管長度；采用捶擊或鉆機頂入時，其頂入長度不應小于管長的90%；
（4）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。
超前小導管注漿加鋼支撐是隧道工程輔助開挖的一種施工工藝，簡稱小管棚施工工藝。該工藝特別適用于自穩時間較短的砂層、砂卵（礫）石層、小斷層帶、軟弱圍巖帶、淺埋地段、地下水較多的較弱破碎圍巖地段。小管棚施工工藝相對于大管棚施工工藝比較，具有相對簡單便捷、經濟實效。一般隧道進、出口端往往屬于地質圍巖類別低、自穩性差、開挖面滲水多的情況，因此超前小導管加鋼支撐輔助開挖的進洞施工工藝被普遍采用。
但在實踐施工中普遍存在對小導管注漿的作用認識不清、對其工藝流程中的操作把關不嚴、對注漿量的控制不當等情況，造成實際注漿止水效果不明顯、圍巖固結不佳、計量注漿量遠大于實際注漿量等問題。現將本人在工程施工中積累的部分經驗和推導出來的公式供大家探討。
一小導管注漿的分類
超前小導管的處理范圍一般也就6米左右，小導管為壁厚5mm的鋼管，直徑一般為42mm。是通過小導管漿將掌子面前方的較為破碎的圍巖進行固結的一種方法，使圍巖形成一個整體后再進行下一步工序。
而管棚是在進洞口的地質條件非常差（如：沙土、破碎嚴重的巖石、黃土等）的情況下使用，一般長度就20-30米左右，管棚為壁厚3.5mm的鋼管，直徑一般為108mm。當然洞內地質條件非常差的時候也可以用管棚（如：洞內遇到冒頂現象造成的沿洞軸線長度較大，放量較大）。
管棚施工的過程中需要用到管棚與超前小導管，而且很多人并不知道這兩者之間的區別，下面就由北京八方陸通的技術人員為您講解一下管棚和小導管的幾點區別：
1、管棚施工是利用鋼拱架與沿開挖輪廓線，以較小的外插角，向開挖面前方打入鋼管或鋼插板構成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預支護，是利用鋼管或鋼插板作為縱向預支撐、鋼拱架作為橫向環形支撐，構成縱、橫向整體剛度較大的支護系統，阻止和限制圍巖變形，提前承受早期圍巖壓力。
而超前小導管注漿是在開挖前，先用噴射混凝土將開挖面和3m-6m范圍內的隧道封閉，然后沿隧道周邊向前方圍巖內打入帶孔小導管，并通過小導管向圍巖壓注起膠結作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈，從而保護開挖作業。
超前錨桿和超前小鋼管是沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿或小鋼管，形成對開挖面前方圍巖的預錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護下進行施工作用。
2、超前小導管的處理范圍一般也就6米左右，小導管為壁厚5mm的鋼管，直徑一般為42mm。是通過小導管漿將掌子面前方的較為破碎的圍巖進行固結的一種方法，使圍巖形成一個整體后再進行下一步工序。
而管棚是在進洞口的地質條件非常差（如：沙土、破碎嚴重的巖石、黃土等）的情況下使用，一般長度就20-30米左右，管棚為壁厚3.5mm的鋼管，直徑一般為108mm。當然洞內地質條件非常差的時候也可以用管棚（如：洞內遇到冒頂現象造成的沿洞軸線長度較大，放量較大）。
預應力制造已有多年歷史，在建筑行業中也占有比較重要的地位。我們經常會看到一些高大的建筑物，特別是一些發達中，不但有的建筑物高聳入云，而且也有的形狀很奇特。相大家都聽說過意大利托斯卡納奇跡廣場上的比薩斜塔，是一種非常有名的建筑物，它的特點就是有明顯的傾斜，雖然距今有幾百年的歷史，但仍然沒有倒塌，雖然在建筑的時候由于土層松軟和并不均勻的地基導致鐘樓傾斜，但是由于其他方面比較牢固結實
但在實踐施工中普遍存在對小導管注漿的作用認識不清、對其工藝流程中的操作把關不嚴、對注漿量的控制不當等情況，造成實際注漿止水效果不明顯、圍巖固結不佳、計量注漿量遠大于實際注漿量等問題。現將本人在工程施工中積累的部分經驗和推導出來的公式供大家探討。
一小導管注漿的分類
根據不同的注漿目的注漿材料一般分為二類：類為注水泥砂漿，其主要作用為增強導管的剛度，如浙江17省道十八跳隧道；第二類為注水泥漿或水泥—水玻璃雙液漿等化學漿液，其主要作用為：
（1）通過漿液的化學作用，將坑道周圍噴漿區的松散巖體在短時間凝固并達到一定自穩力，為掘進時的施工提供保障；
（2）漿液進入巖（土）體的空隙凝結固化后起防水作用。
水泥—水玻璃雙液漿的固結時間一般為4小時左右，單液水泥漿的固結時間一般為8小時左右。在甬金高速公路白峰嶺隧道金華端施工中，右洞為水泥—水玻璃雙液注漿，左洞為水泥漿單液注漿，在地質條件、施工操作工藝基本相同的情況下證明：雙液注漿的止水效果明顯優于單液注漿。本文就水泥—水玻璃雙液注漿的施工工藝予以重點探討。
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