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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。
太原古交沧州达讯钢管有限公司坐落于有“ 钢管之乡”的美称—太原古交，系贸易、自主生产、销售于一体的大型企业。
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注浆量计算
小导管注浆单管浆液扩散半径一般为0.5~1.0m。这与深孔超前围幕注浆的扩散半径2~4m（管径Ф75~Ф110mm、注浆压力为1.5~4Mpa）有明显区别，故《隧道施工规范》中的注浆量计算公式（如下）不能作为小导管注浆量的估算公式：
V1=π╳R2╳H╳η╳α╳β ┈┈┈┈公式（1）
V1为注浆量（m3）；R为扩散半径（m）；H为注浆管有效长度（m）；η为地层孔隙率；α为注浆系数0.7~0.9；β为浆液损耗系数1.1~1.4。
查阅参考资料注2，以下计算公式相对符合实际单孔注浆量：
V2=π╳R2╳c╳η=π╳[(0.6~0.7) ╳s]2╳L╳η ┉┉┈┈公式（2）
V2为注浆量(m3) ;S为小导管中心距离(m); L为小导管有效长度(m); R为考虑到注浆范围相互重叠的原则，扩散半径取（0.6~0.7）╳s（m）；η岩体孔隙率%：Ⅱ类3~5%，Ⅲ类硬岩3~5%、软岩2~3%，Ⅳ类硬岩2~3%，软岩1~2%。
实际施工中因钻孔偏差或钻眼内的地质原因，注浆液窜浆或跑浆经常出现，每个注浆管内的注浆量很不均匀，因此理论单眼注浆量尚不能作为注浆的一个严格控制指标，应以整排小导管的理论推算总量作为上下范围的控制指标。故按整排小导管上下各0.5~1 m范围的岩土体内均已注浆填充考虑，应以下列公式估算注浆总量：（见图示1）
V3=(π╳θ/360+2T/ R)╳[(R+T) 2 -(R-T) 2]╳η╳L╳β+ Q ┈┈┈公式（3）
V3为注浆量(m3) ;θ为拱部小导管布设范围相对于圆心的角度；R为小导管位置相对于圆心的半径； T为浆液扩散半径0.5~1 m；L为小导管有效长度(m)；η岩体孔隙率%：Ⅱ类3~5%，Ⅲ类硬岩3~5%、软岩2~3%，Ⅳ类硬岩2~3%，软岩1~2%；β为浆液损耗系数1.1~1.4；Q为小导管的容积 (m3)。
V3 理论注浆量应是一个注浆量控制范围值。在R、L、Q固定的条件下，以小的扩散半径0.5 m、该类围岩小的岩体孔隙率、浆液损耗系数代入公式得小理论注浆量V3min, 以大的扩散半径1m、该类围岩大的岩体孔隙率、浆液损耗系数代入公式得大理论注浆量V3max。 同理可推算同一断面的上下双排或多排小导管一次注浆的总量。
注浆管是一种预埋注浆管系统，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密封。
一次性注浆管只能注浆一次，不可重复使用。
●优点:
1.安装简单，成套提供;
2.可以在施工现场，根据接缝的实际需求长度截取注浆管(长的注浆出口长度不要超过6米);
3.不需要特殊的安装设备;
4.注浆时间可以任意选择;
5.当在适当的压力作用下往内注浆时，其浆注浆管液可以保持均匀地充满整个的管子;
6.系统容许在相对较低压力下注浆;注浆压力为0.2-0.4Mpa。
7.安装并不会影响建筑注浆管物自身特性;
8.安装或注浆过程并不会危害混凝土;
9.注浆后可以确保密封;
10.如果不渗漏，可以不要注浆。
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