淺析隧道超前小導管注漿施工技術(shù)

張康

摘 要 隧道洞口為Ⅳ級、Ⅴ級圍巖及Ⅴ級圍巖加強段的軟弱圍巖施工，一般需先在通過管棚施工段終止樁號前進行打設(shè)超前小導管施工的預支護，同時注入漿液滲透入圍巖的節(jié)理和裂隙中以增加圍巖之間的黏結(jié)力，增大土體之間的摩擦力，使圍巖整體更加穩(wěn)定。在隧道施工過程中，超前小導管注漿施工需針對不同圍巖類型變化調(diào)整，同時也受地表徑流、地下水、洞內(nèi)射流等一系列復雜環(huán)境的影響。實際操作施工過程中對超前小導管注漿也有著嚴苛的規(guī)范要求，所以超前小導管施工一直是目前隧道施工中的一個重點、難點。

關(guān)鍵詞 小導管;注漿;水灰比;地表徑流

引言

在Ⅳ級、Ⅴ級圍巖及Ⅴ級圍巖加強段的隧道施工中，常見淺埋、偏壓、富含水量、軟弱圍巖等情況，遵循“管超前、嚴注漿”的原則，需要在施工掌子面打設(shè)超前小導管，與鋼架支撐配合使用，超前小導管應(yīng)從鋼架腹部穿過，尾端與鋼架焊接。小導管尾部環(huán)焊φ8加勁箍，置于鋼架上并與鋼架焊接牢固。超前小導管注漿完成后封閉施工掌子面。

1超前支護安裝及注漿

（1）超前支護施工，是以水泥漿、水泥砂漿作為灌漿材料。超前小導管、鋼筋表面不得有裂紋、油污、顆?；蚱瑺钿P蝕等。超前小導管注漿按固結(jié)導管周圍有限范圍內(nèi)土體設(shè)計，漿液擴散半徑不小于0.5m。注漿參數(shù)：水灰比0.5∶1，注漿初始壓力0.5Mpa，終壓1.5Mpa（Ⅳ、Ⅴ級圍巖）;注漿前應(yīng)先進行注漿現(xiàn)場試驗，注漿參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗按實際情況確定，以利施工。

（2）注漿料應(yīng)由桿體中孔灌入（漿液配比參照前述設(shè)計要求），設(shè)置止?jié){塞。連接小導管與注漿管，進行注漿，注漿料應(yīng)由桿體中孔注入，設(shè)置止?jié){塞。注漿時迅速將5～10根小鋼管、注漿管及注漿泵用快速注漿接頭連接好。注漿機用兩臺，水泥漿水灰比、注漿壓力應(yīng)滿足上述設(shè)計要求，同時注漿。

（3）把注漿機軟管出漿口與超前小導管尾部相接，開動注漿泵注漿，壓配制好的水泥漿入鋼管，直至從超前小導管桿體溢出的漿液充滿整個鉆孔，并擴散到一定半徑的圍巖中。漿液從孔口周邊溢出或壓力表達到壓力值為止，整個過程一次完成[1]。①注漿按由下而上，先無水孔后有水孔的順序進行。②漿液由稀到濃逐級變換，先稀后濃。③注漿完后，立即堵塞孔口，防止?jié){液外流。

（4）注漿異?，F(xiàn)象處理。①注漿中如發(fā)生與其他孔串漿，將串漿孔堵住，輪到注該孔時，拔出堵塞物，用高壓風或水沖洗，如拔出堵塞物時，仍有漿液外流，則可不沖洗，立即接管注漿。②壓力突升則可能發(fā)生堵管，立即停機檢查處理。③如果壓力長時間不增加，檢查是否窩漿或流往別處，否則調(diào)整漿液配比，縮短膠凝時間，進行小泵量低壓或間歇注漿，但間歇時間不能超過漿液膠凝時間。必要時采用水泥砂漿間歇注漿。

（5）將止?jié){塞穿入鋼管末端與孔口齊平，并與格柵鋼架焊接牢固。

（6）注漿時，旁站技術(shù)人員做好注漿記錄。

（7）完成超前支護注漿施工后，在鋼管、錨桿支護環(huán)的保護下，按設(shè)計的施工步驟轉(zhuǎn)入下道工序。

2超前小導管施工的特點

隧道管棚段過前2-3m要預先打設(shè)超前小導管，超前小導管采用φ42的熱軋無縫鋼管，超前小導管長為4.5m，環(huán)向間距40cm，設(shè)立于上臺階拱部。超前小導管自打設(shè)樁號起縱向間距為每三榀工字鋼打設(shè)一環(huán)，注漿過程派專人負責，填寫《注漿記錄表》，詳細記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控連通裝置，避免因壓力猛增而發(fā)生異常情況。并針對現(xiàn)場可能出現(xiàn)的特殊情況，做出相應(yīng)應(yīng)急措施。

超前小導管外傾角為15°，Ⅴ級圍巖中工字鋼間距為0.5m，一般超前小導管為1.5m一環(huán);Ⅳ級圍巖中工字鋼間距為0.75m，一般超前小導管為2.25m一環(huán)。具體樁號需要隧道測量人員嚴格控制，對于已打超前小導管樁號做標記和記錄[2]。

3針對于超前小導管的隧道塌方和災害的一般防治措施

天然軟弱圍巖遭受雨水侵害，會造成圍巖內(nèi)土體或巖體之間的滑動，造成一些洞內(nèi)塌方，洞外滑坡的自然災害。隧道進洞30m后，進入管棚支護結(jié)束的較軟弱圍巖段。土質(zhì)圍巖段在下雨過后，土體之間的摩擦力減小，在開挖過程中容易發(fā)生不定面積的塌方。所以在預支護打設(shè)超前小導管的前提下，考慮洞內(nèi)射流及地表徑流對小導管的注漿效果產(chǎn)生的不利影響，需要做好洞內(nèi)外防排水的工作。首先在淺埋段上部土體表面用彩條布覆蓋，使降水沿彩條布順流入預先設(shè)立的截水溝或排水溝、滲溝中，從而起到截斷地表徑流的作用。然后在開挖過程前中后期打設(shè)導入鋼管對圍巖內(nèi)的地表滲流水進行引流，從而減少圍巖的土體中的地表滲流水，使土體保持在一個相對干燥的狀態(tài)。

水流較大時也可采用水玻璃與漿液共注，水泥漿和水玻璃的體積比為1∶0.5，水泥漿水灰比1∶1，水玻璃濃度35波美度，水玻璃模數(shù)2.4。同時在塌方段需要控制進尺，并加強監(jiān)控量測。必要時可采取地表注漿處理。

排水過后，在開挖掌子面上臺階打設(shè)超前小導管，用1∶2或1∶3的水泥砂漿封堵孔壁，然后用C20的噴射混凝土封閉工作面。待混凝土形成強度以后，打開小導管的止?jié){閥對小導管進行注漿，一次注漿效果不明顯的，可進行分段間歇性注漿，注漿過程中要控制注漿壓力，水灰比保持0.8∶1～1∶1之間，注漿時緩慢增加壓力，使?jié){液滲透并擴散，注漿時從下而上、分段注漿、環(huán)內(nèi)加密，先注單號孔，如在雙號孔鉆孔過程中，不能發(fā)現(xiàn)水泥漿痕跡，則雙號孔也需注漿補強，如有明顯水泥漿痕跡，則雙號孔無須注漿，僅采用水泥砂漿填充管體，根據(jù)以往施工經(jīng)驗及現(xiàn)場邊仰坡揭示圍巖情況判斷，雙號孔注漿能更加有效地保證注漿質(zhì)量與效果。注漿程序效果超前小導管與注漿小導管同理。

4結(jié)束語

由于小導管注漿施工在實際操作中具有不可預見性，所以往往需要一些經(jīng)驗上的判別。例如小導管注漿漿液針對不同產(chǎn)狀的巖層有著不同的濃度變化要求，不同器械的使用操作對注漿時間又有著不同需求，從而對施工進度產(chǎn)生不同程度的影響，因此相應(yīng)地需要合理安排施工進度計劃。工作面封閉后，隱蔽工程內(nèi)部不可見，故小導管注漿施工時需要記錄保存施工過程的影像資料，同時邀請監(jiān)理單位相關(guān)人員旁站檢查觀測并記錄，從而保證施工進度順利完成。

參考文獻

[1] 楊祖建.超前小導管在隧道超前支護施工中的運用研究[J].黑龍江交通科技，2015，（6）：115-116.

[2] 樊朋朋.超前注漿小導管在隧道工程中的應(yīng)用[J].交通世界，2017，（9）：84-85.