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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。
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。
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从全年发展趋势来看，拉动国内声测管钢材需求大引擎依然强劲。这主要是固定资产投资力度加大。发改委主任何立峰在“两会”资讯发布会上表示，中国今年投资力度会加大，对经济贡献度达到三分之一。全国各地仍将重大项目投资作为经济稳增长的重要抓手。据声测管钢的工作报告，2018年在基础建设方面，全国要完成铁路投资7320亿元、公路水运投资1.8万亿元左右，水利在建投资规模达到1万亿元，新建改建农村公路20万公里。今年要启动新的三年棚改攻坚计划，2018年开工580万套，支持居民自住购房需求。城镇化方面，则要改善供水、供电、息等基础设施；加强排涝管网、地下综合管廊等建设。此外，雄安新区建设今年也要大规模启动。另据媒体报道，今年一些省份的重大项目计划投资总规模均超过万亿元。
今后固定资产投资，也包括基建投资形势依然不错，其迹象之一就是新春伊始全国挖掘机，特别是中大挖掘机继续热销，订单旺盛。据统计，2018年1-2月纳入统计的25家主机制造企业，共计销售各类挖掘机械产品21800台，同比增长14.3%；出口销量2524台，同比增长108.3%。初步预计1季度销量同比增幅仍在1成以上。挖掘机销售旺盛，预示着今后基建项目开工的增加。
受其影响，预计2019年全国粗声测管钢表观消费增长幅度不会低于6%。
有需求就会有生产，声测管钢材消费量的继续较大幅度增长，当然要拉动国内声测管钢铁企业积极增产，尽管声测管钢材的产能基础较上年度有一定萎缩。据统计，2018年1-2月，全国粗声测管钢产量13682万吨，同比增长5.9%；同期声测管钢材产量15903万吨，增长4.6%。据此测算，预计全年粗声测管钢产量超过8.6亿吨，增幅不低于3%。总体来看，继续增长态势也不会改变。
环保部表示，2019年将谋划开展第二轮中央环保督察。此前，从2015年底至2017年底，我国已经对31个省（区、市）完成了轮中央环保督察全覆盖，切实推动了地方环保工作，解决了一大批突出环境问题。
环保安监：
自2016年以来，声测管钢铁行业供给侧改革的持续发酵成为近两年声测管钢铁股价格上涨的一大利器。对具有明显周期性的声测管钢铁行业而言，声测管钢铁旺季“金三银四”的说法一直长期存在，每年的3~4月开工季均能为声测管钢企带来一定的需求增长，进而使得声测管钢企基本面获得一个相对较好的期。如今，在2018年供给侧改革仍是行业主旋律，且开工旺季需求有可能超越往年的大背景下，声测管钢材价格向上仍有动力，这使得声测管钢铁股的基本面向好的预期依然延续。
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