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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。
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压浆头是连接钢花管和高压注浆胶管的设备，一般注浆队伍应配备一定数量、各种规格的压浆头，它用变孔径水管弯头加工而成。压浆头上要有闸刀开关，以作闷浆等使用。此外，还要有额定压力为20MPa的高压注浆胶管若干米，洗孔用的喷水头及搅拌池等设备。
1)先将圆盘钢筋(φ6.5)调直，按边坡形状尺寸取料加工，按网孔20 cmX20cm的规格编织好钢筋网，分布要均匀，绑扎要牢固。
(2)编好钢筋网后，与锚杆交接处用φ16钢筋与锚杆焊接牢固，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。
(3)钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。
预埋注浆管使用方法步骤
在预埋注浆管中注入浆液可以密封施工缝、冷接缝、管子渗漏和地墙之间的接缝。
预埋注浆管分为：一次性注浆管和多次性注浆管。
一次性注浆管：注浆一次，不可重复使用
多次性注浆管：可多次注浆，注浆不受时间限制。有漏水出现就可以向管体内注入浆液进行填补密封。
预埋注浆管性能原理：混凝土浇注过程中，在承受外部混凝土压力时，包裹在注浆管外侧的橡胶盖条由于压力的作用紧紧贴在中心轴管的注射出料孔上，从而关闭整个系统，防止浇注过程中混凝土浆液混入注浆管。
在注浆过程中，当注浆管管道内部的压力达到一定程度时，浆液可在压力作用下顶起橡胶盖条，从注射出料孔溢出，从而对混凝土空洞处进行填塞，达到止水密封的作用。
通过真空清洁原理，管道可以用水清洗，以便可以重复使用。预埋注浆管用于混凝土中的施工缝、冷接缝、管子渗缝、地墙之间空隙等处的较久密封。在新和旧混凝土的接缝之间安装注浆管是非常合适的。
当水渗入接缝时，可以通过设定在表面的PVC端口注入浆液加以封堵这种方法可以密封接缝。合适的注浆时间可以选择在混凝土养护结束后进行注浆。渗漏接缝同样也可以用这方法做成较久密封。
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。
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