_{超前小导管}

 

超前小导管是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法，主要用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。

属性

一种工艺方法

用    途

隧道工程掘进施工

直    径

40~50mm

材    料

焊接钢管或无缝钢管

圆锥长

10cm

溢浆孔

孔径6~8mm,孔距15mm，梅花状

目录

支护原理

1超前小导管是稳定开挖工作面的一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工中，超前小导管对松散岩层起到加固作用，注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性，有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定，不至于围岩失稳破坏直至坍塌。

2超前小导管注浆适用于隧道拱部软弱围岩，松散、无粘结土层、自稳能力差的砂层及砂砾（卵）石层级破碎岩层。

3通过超前小导管注浆能改变围岩状况及稳定性，浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后，能与之紧密接触并凝固。浆液以充填，劈裂等方式，置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置，经过一定时间凝结，将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个新结构，强度大，防水性能良好的固结体，使得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。

参数

超前小导管施工的各项参数确定应根据围岩边界地质条件、围岩状况、支护结构形式及隧道断面尺寸而定。一般超前小导管施工沿着开挖轮廓线120度范围设置。一般情况下：小导管长度L=上台阶高度+2m。小导管直径：38-50mm。小导管前段做成约10cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6~8mm的钢筋箍。外插角度一般控制在10度~15度。注浆压力控制在2MP左右。浆液扩散半径一般为0.5m。注浆速度控制在50-100L/MIN。每循环小导管的搭接长度控制在1m以内。

制作

1 一般采用直径38~50mm的无缝钢管制作。

2 在小导管的前端做成约10cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6~8mm钢筋箍。距后端100cm内不开孔，剩余部分按20~30cm梅花形布设直径6mm的溢浆孔。

安装

可采用引孔或直接顶入方式。

1用电钻钻孔，孔直径大于小导管直径的10-20mm，孔深视导管长度而定。

2插入导管如插入有困难，可用带有顶进功能的风钻将套管顶入。

3用吹风管吹出孔内的杂物。

4小导管尾缠棉纱，使得小导管与钻孔密贴，并用棉纱将空口堵紧。

5小导管安装后必须使得其周围一定范围内用喷射砼封闭。喷射厚度控制在5-8cm。

土体技术

1 小导管注浆是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。在软弱、破碎地层中凿空后极易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，应采取超前小导管支护。超前小导管支护必须配合钢拱架使用。在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。

2 小导管注浆支护的一般测如下：钢管直径40 - 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 .

导管安装前应将工作面封闭严密、牢固，清理干净，并测放出钻设位置后方可施工．

3 采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度，严格控制好小导管的钻设角度。用作小导管的钢管钻有注浆孔，以便向土体进行注浆加固，也有利于提高小导管自身刚度和强度。

4 小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。浆液必须充满例借及周围空隙，注浆量和注浆压力应由试验确定。

小导管在隧道开挖时承受地层的压力，为保证灌浆质量防止漏浆，小导管的尾部需设置封堵孔。

注浆施工应根据土质条件选择注浆法：在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用挤压、渗透注浆法；在粘土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。

注浆材料应具备良好的可注性，固结后应有一定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小，浆液须无毒，注浆工艺应简单、方便、安全注浆材料的选用和配比的确定，应根据工程条件，经试验确定。

注浆施工期应监测地下水是否受污染，应该防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。

施工方法及要求

施工方法

(1)孔位布置

测量人员根据施工图纸在开挖面上准确划出本循环小导管的孔位。

(2)钻孔

采用风钻进行钻孔，钻头孔径较设计导管管径大20 mm以上。

(3)制作钢花管

小导管前端做成尖锥形，尾部焊接西8 mm钢筋加劲箍，管壁上每隔10～20 cm梅花型钻眼，眼孑L直径为6～8 mm，尾长度不小于30 cm作为不钻孔的止浆段。

(4)小导管安装

用风钻将小导管顶入，钢管尾端外露足够长度，超前小导管外插角严格按照施工图要求施作，尾部与钢架焊接在一起。超前小导管与线路中线大致平行。孔位钻设偏差不得大于10 cm，眼深大于小导管长。

(5)注浆

采用KBY一50/70注浆泵压注水泥浆或水泥砂浆。注浆前先喷射混凝土5～10 cm厚封闭掌子面，形成止浆盘。

注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值，持续注浆10 min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。注完浆的钢管要立即堵塞孔口，防止浆液外流。

注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

注浆参数可参照以下数据进行选择：

注浆压力：一般为0．5～1．0 MPa；

浆液初凝时间：1～2 min；

水泥：P·O32．5普通硅酸盐水泥；

砂：中细砂。

(6)注浆异常现象处理

1)串浆处理。在注浆过程中，经常发生浆液从其他孑L中流出的现象，这种现象称为串浆。发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，同时注浆，否则将串浆孑L及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后再注浆。

2)机械故障。泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。

3)对漏浆及耗灰量过大的处理。若由于岩体破碎，浆液漏失严重，造成耗灰量过大。加浓水胶比，降低压力．把流量限制在10 L范围内，过一段时间在慢慢提升压力，直到达到设计标准。如上述方法达不到效果，使用在浆液中加入速凝剂，间歇灌浆、灌注砂浆、停灌待凝等方法处理。

施工要求

(1)超前小导管设置。

2)小

沿隧道拱部均匀布设，环向间距应符合设计要求，宜为30～50 cm，外插角宜为10°～15°。与钢构架成联合支护。

(2)小导管应按设计长度施作，应大于2倍循环进尺，宜为3．5～5．0 m，搭接长度不应小于1．0 m。

3)应导管材质和直径应符合设计要求，宜采用参42 mm的无缝钢管，前端做成圆锥状，在后端焊接钢筋箍筋，管体布设梅花形溢浆孔。

(3)小导管的钻孔、安设。

1)小导管的安设应采用引孔顶入法。

2)钻孑L方向应顺直。

3)钻孔深度和直径应与导管匹配。

4)钻孔采用吹孔法清孔。

5)小导管口应按照孑L口阀门，外露长度不宜小于30 cm。

(4)小导管注浆。

1)注浆应采用注浆泵，为加速注浆，可安装分浆器同时多管注浆。

2)配制好的浆液应在规定时间内注完，随配随用。

3)注浆顺序为由下至上，注浆先稀后浓。

4)注浆压力应符合设计要求，使浆液充满钢管及其周围的空隙。 ^[1] 

_{双层小导管}

双层超前小导管，为两排长度不同的小导管以不同的角度打设入围岩，起到加强支护的作用。

双层超前小导管

双层小导管主要应用在隧道进出洞段，主要稳定固结即将开挖隧道外轮廓线附近的围岩，形成一层注浆固结圈；外侧一层斜外插角的注浆小导管与一层注浆圈形成搭接的同时，形成第二层注浆加固圈，进一步加大围岩固结区的范围，为小导管的梁效应提供良好的支撑，从而确保开挖过程中的安全，开挖后的洞口下沉控制。

隧道出洞端地表陡峻，不易到达的情况。接近出洞时采用双层小导管超前支护对掌子面前方进行预加固措施，降低了施工难度，省去了洞口施工时必要的施工机具布置等，是一种行之有效的掘进方式。