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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。
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。
注浆管注意问题
1、压浆管和出浆口
实践表明:压浆管宜用镀锌钢管或黑铁管,直径可采用Φ2.5cm或Φ3.0cm。对于超长桩，考虑到管内摩阻力对压力的影响，可考虑采用Φ3.0cm或Φ3.8cm。出浆阀以单向截流阀为佳,实践证明采用该出浆阀后注浆成功率达96%以上。
2、注浆压力、速度
从理论上讲，只要浆液能注入土中，宜用低压、慢速注浆，这样可以让浆液在桩底或桩侧较均匀渗透和缓慢刺入，以得到佳加固效果。
3、注浆部位
在桩底注浆,出浆口宜埋入桩底以下土中的一定深度,一方面可避免出浆口被水泥浆包住,同时也可以让水泥浆充分加固桩底沉渣或虚土。对于桩侧注浆，出浆口宜选在砂性土层，因为在该土层桩的摩阻力损失大，对该部位进行加固效果好。
表为桩端进入砂层区的几个工程中注浆桩与未注浆桩垂直承载力的对比结果。
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。
准备工作
（1）熟悉设计图纸，由测量队准确地进行开挖轮廓放线。
（2）制作小导管（以一振区间为例）
小导管采用外径φ42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管前端作成尖锥状，尾部焊接φ6加劲箍，以防打设小导管时端部开裂,影响注浆管联接,尾部长度100cm，作为不钻孔的止浆段。管壁四周钻四排φ10mm孔，孔间距15㎝，呈梅花型布置
2喷砼封闭开挖面
为了防止小导管注浆时浆液沿隧道掌子面渗漏，需做止浆墙封闭开挖面，止浆墙采用喷射砼方法制作，喷砼范围为开挖面和5m范围内的坑道，厚度为5～10cm，喷射砼施工按喷射砼作业指导书有关规定操作。
3钻孔、安装小导管
（1）测量放样，在设计孔位标标记。
（2）钻孔需沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°外插角钻孔，钻孔深度为3.5m，钻孔完毕将小导管沿孔打入。如遇地层松软，也可用游锤或手持风钻直接打入。
（3）与支撑结构的连接，一般有三种方法：
①对于格栅钢架将末端置于钢架腹部并焊固在格栅钢架上，对于型钢钢架，首先在拱架腹板中央开孔，钻孔和安装均通过该孔，安装后末端同钢架焊固；
②在钢架（型钢或格栅）顶部钻孔、安装后末端焊固在钢架上；
③将末端用短筋环向焊固相连，以增强共同支护作用。
首先在拱架腹板中央开孔，钻孔和安装均通过该孔，安装后末端同钢架焊固
顶部钻孔、安装后末端焊固在钢架上测量放线预埋格栅外环主筋，紧靠主筋钻孔将末端用短筋环向焊固相连，以增强共同支护作用
4密封
小导管打入后，将注浆泵的高压胶管与管口联通，并且用棉纱等将管口处的缝隙塞紧，以保证注浆时不至于渗漏浆液。管路接通后先要压水检查密封性，达到要求后方可注浆。
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