超前小導(dǎo)管隧道施工

霍金崗 霍文財(cái)

（1、天津市海泰房地產(chǎn)有限公司，天津 300074 2、天津市市政工程研究院，天津 300074）

引言

超前小導(dǎo)管，是隧道工程掘進(jìn)施工過(guò)程中的一種工藝方法，主要用于自穩(wěn)時(shí)間段的軟弱破碎帶、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)和隧道不良地質(zhì)地段超前開挖使用。采用將導(dǎo)管插進(jìn)圍巖里（就是石頭里），然后對(duì)導(dǎo)管注漿。待導(dǎo)管內(nèi)砼達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，再進(jìn)行隧道開挖。一般適用于地質(zhì)不良地段（V級(jí)圍巖等），隧道進(jìn)洞口也常見(jiàn)此類（大多數(shù)用管棚）。

超前小導(dǎo)管注漿加鋼支撐是隧道施工輔助穩(wěn)定開挖的一種方法，簡(jiǎn)稱小管棚施工工藝。在隧道開挖前或開挖中采用該輔助施工方法與穩(wěn)定措施，以加強(qiáng)隧道圍巖穩(wěn)定。它能將隧道開挖釋放的荷載向前傳遞給前方圍巖，向后傳遞給剛度較大的初支，以保證隧道隧道開挖過(guò)程穩(wěn)定。超前小導(dǎo)管注漿是沿隧道縱向在拱上部開挖輪廓線外一定范圍內(nèi)向前上方傾斜一定角度的密排注漿鋼花管。較大管棚施工，具有相對(duì)簡(jiǎn)單便捷，經(jīng)濟(jì)實(shí)效的特點(diǎn)。因此，目前隧道進(jìn)出口端一般普遍采用超前小導(dǎo)管注漿加鋼支撐輔助開挖的進(jìn)洞施工工藝。

1 超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)

超前小導(dǎo)管配合型鋼鋼架使用，應(yīng)用于隧道Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖拱部超前注漿預(yù)支護(hù)，其縱向搭接長(zhǎng)度不小于1m。

超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)參數(shù)：

①超前導(dǎo)管規(guī)格：符合設(shè)計(jì)要求；②小導(dǎo)管環(huán)向間距 40cm；③傾角：外插角 10°～15°；④注漿材料：純水泥（添加水泥重量的5%的水玻璃）漿液；⑤設(shè)置范圍：拱部120°范圍。

2 超前小導(dǎo)管施工

2.1 施工準(zhǔn)備

①根據(jù)客觀條件制定切實(shí)可行的是施工方法和減少與隧道施工相互干擾的措施。

②選定注漿用料的名稱、規(guī)格、材質(zhì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并提出用料量和必不可少的用料量。一般漿液應(yīng)按照粘土系、水泥系、水泥化學(xué)漿液系、化學(xué)藥系來(lái)選擇。當(dāng)?shù)叵滤S富或有淤泥砂時(shí)，宜采用水泥-水玻璃雙液注漿?；瘜W(xué)漿液成本高，有一定毒性，對(duì)環(huán)保不利，宜慎用。

③選定注漿設(shè)備，包括鉆孔、注漿、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)的設(shè)備和儀表器材工具。

④擬定實(shí)驗(yàn)方案，決定實(shí)驗(yàn)和檢查方法，確定收集那些數(shù)據(jù)，以便選定注漿參數(shù)。注漿參數(shù)包括注漿有效范圍、單孔注漿漿液擴(kuò)散半徑、注漿壓力、注漿速度、漿液初凝時(shí)間、漿液配合比、止水盤最小尺寸等。

⑤進(jìn)行施工組織安排。部署加工生產(chǎn)某些自制設(shè)備和器材。

2.2 制作鋼花管

小導(dǎo)管前端做成尖錐形，尾部焊接φ8mm鋼筋加勁箍，管壁上每隔10～20cm梅花型鉆眼，眼孔直徑為6～8mm，尾部長(zhǎng)度不小于30cm作為不鉆孔的止?jié){段。

2.3 小導(dǎo)管安裝

①測(cè)量放樣，在設(shè)計(jì)孔位上做好標(biāo)記，用鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑較設(shè)計(jì)導(dǎo)管管徑大20 mm以上。

②成孔后，將小導(dǎo)管按設(shè)計(jì)要求插入孔中，或用鑿巖機(jī)直接將小導(dǎo)管從型鋼鋼架上部、中部打入，外露20cm支撐于開挖面后方的鋼架上，與鋼架共同組成預(yù)支護(hù)體系。

2.4 注漿

采用注漿泵壓注水泥漿或水泥砂漿。注漿前先噴射混凝土5～10cm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10min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(chǎng)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0.5～1.0Mpa；

水泥漿水灰比：1：1；

水玻璃濃度：35波美度；模度2.4；

2.5 注漿異?，F(xiàn)象處理

①串漿時(shí)及時(shí)堵塞串漿孔。

②泵壓突然升高時(shí)，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢查。

③進(jìn)漿量很大，壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高，應(yīng)重新調(diào)整砂濃度及配合比，縮短膠凝時(shí)間。

3 質(zhì)量驗(yàn)收

3.1 主控項(xiàng)目

①超前小導(dǎo)管所用鋼管進(jìn)場(chǎng)必須按批抽取試件作力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率）和工藝性能（冷彎）試驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)數(shù)量：以同牌號(hào)、同爐罐號(hào)、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的鋼管，每60t為一批，不足60t按一批計(jì)。每批抽檢一次。

檢驗(yàn)方法：檢查每批質(zhì)量證明文件并進(jìn)行相關(guān)性能試驗(yàn)。

②超前小導(dǎo)管所用的鋼管的品種和規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。

檢查方法：觀察、尺量。

③超前小導(dǎo)管與支撐結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。

檢查方法：觀察。

④超前小導(dǎo)管的縱向搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。

檢查方法：觀察。

⑤注漿漿液的配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。

檢驗(yàn)方法：進(jìn)行配合比選定試驗(yàn)。

⑥超前小導(dǎo)管注漿壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，注漿漿液應(yīng)充滿鋼管及其周圍的空隙。

檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。

檢驗(yàn)方法：查施工記錄的注漿量和注漿壓力，觀察。

3.2 一般項(xiàng)目

超前小導(dǎo)管施工允許偏差應(yīng)符合規(guī)定：

采用儀器測(cè)量、尺量，每環(huán)抽查3根的檢查方法，確保方向角允許偏差2°；孔口距允許偏差±50mm；孔深允許偏差+50.0mm。

4 安全、質(zhì)量注意事項(xiàng)

4.1 注漿前應(yīng)檢查機(jī)具是否完好，連接管路及封口是否良好，如發(fā)現(xiàn)異常，停止作業(yè)。

4.2 注漿前應(yīng)進(jìn)行注水試驗(yàn)，不得直接進(jìn)行注漿。

4.3 作業(yè)工人必須配置必須防護(hù)用品，在主講師遠(yuǎn)離注漿口，防止爆管傷人。

4.4 鋼管要與拱架焊接牢固，注漿后注漿孔要堵塞密實(shí)。

4.5 施工期間，尤其在注漿時(shí)，應(yīng)對(duì)支護(hù)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)支護(hù)變形或損壞時(shí)，應(yīng)立即停止注漿，采取措施。

4.6 注漿結(jié)束4小時(shí)后，方可進(jìn)行掌子面的開挖。

4.7 相鄰兩排小導(dǎo)管搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且不小于1米。

5 結(jié)語(yǔ)

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(duì)隧道周邊進(jìn)行徑向注漿加固。小導(dǎo)管注漿的注漿施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，支護(hù)技術(shù)在很小的空間內(nèi)利用簡(jiǎn)單的工具即可進(jìn)行鉆眼及布管工作，遇到地層變化時(shí)可以隨時(shí)調(diào)整施工方案，經(jīng)濟(jì)效益顯著，小導(dǎo)管注漿技術(shù)因其適用性強(qiáng)而得到廣泛的應(yīng)用。

[1]部頒《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70-2004）.

[2]部頒《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG-/T D71-2004）.

[3]黃成光.公路隧道施工[M].北京:人民交通出版社,2001.

[4]李河玉.小導(dǎo)管注漿技術(shù)及隧道和地下過(guò)程中的應(yīng)用[D].成都:西南交通大學(xué),2002.

[5]徐利鋒.小導(dǎo)管超前注漿法在隧道塌方段施工中的應(yīng)用[J].鐵道建筑,2002,（4）：19-22.