学文网摘 要：本文探析为了保证小断面隧道开挖安全，在软弱、破啐地层的情况下隧道开挖易坍塌，必须采用超前支护手段，而小导管注浆加固地层施工具有相对简单便捷, 经济实效的特点，故在排水小隧道施工中宜采用超前小导管支护。
关键词:小断面隧道 超前支护 小导管注浆加固地层
1、前言
目前排水小隧道施工基本上是采用新奥法施工,新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法，新奥法施工支护手段：采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，而超前支护常用方式为长管棚超前支护注浆加固地层和小导管注浆加固地层。
2、超前支护常用方式：
超前支护常用方式为长管棚超前支护注浆加固地层和小导管注浆加固地层。
排水小隧道因其断面很小，如采用大管棚施工则管棚材料进洞极为困难，较大管棚施工,超前小导管具有施工工艺简单、施工作业空间要求较小、施工方案可以随时调整和显著的经济效益等特点在地层预加固时成为首选的方案之一。故在排水小隧道施工中宜采用超前小导管支护。
3、超前小导管应用：
3.1 超前小导管的作用：
小导管注浆加固地层配合支护钢骨架的使用加之喷射混凝土的早强和全面粘结性从而保证了支护的及时性和有效性。小导管注浆可以改变围岩的力学性能，提高围岩的力学参数，以加强隧道围岩稳定，保证小断面隧道开挖安全。
3.2 超前小导管支护的一般要求：
钢管直径30~50mm,钢管长3~5m,钢管钻设注浆间距为100~150mm，钢管沿拱的环向间距为300~500mm，钢管沿拱的环向外插角5°~15°。小导管是受力杆件，两排小导管在纵向应有一定搭接长度，搭接长度一般不小于1 m。用作小导管的钢管钻有注浆孔，以便向土体进行注浆加固，也有利于提高小导管自身刚度和强度。小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆，浆液必须充满钢管及周围空隙，注浆材料应具备良好的可注性，固结后应有一定的强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小，浆液须无毒，注浆量和注浆压力由试验确定。小导管在隧道开挖时承受地层的压力，为保证灌浆质量防止漏浆，小导管的尾部需设置封堵孔。
3.3超前小导管在排水小隧道的应用效果
笔者所干的项目---重庆主城排水D干管DJ线三标段项目是以隧道为主的排水干管工程，长约1505m，隧道毛洞宽2.2m，高2.5m，拱顶外侧圆弧半径为1.15m，高0.872m，毛洞断面积为5.02m²，围岩支护骨架采用Ⅰ10型工字钢骨架，原则上每0.5米一榀，并采用超前小导管作为预支护措施。小导管钢管采用3.5米长，50X5热轧无缝钢管，钢管末端中心位于开挖线外，纵向与洞轴线呈10°仰角，钢支撑在隧道纵向以ƒ22钢筋联接，联接钢筋沿隧道环向间距取1.0m并在钢架支护内缘、外缘交错布置，钢支撑与钢筋间采用焊接联接，钢支撑与联接钢板也采用焊接联接，联接钢板间采用螺栓联接。
3.3.1施工方法：
3.3.1.1施工准备
（1）施工前应仔细阅读设计***说及有关设计文件，领会设计意***，发现问题及时与设计单位联系解决。
（2）施工前要对设计***说进行现场核对，并作补充调查，核对隧道所在位置地形、地貌、工程和水文地质及确定隧道进出口位置与其它相关工程的情况。
（3）在每道工序的施工准备过程中，必须对有关桩号、坐标和高程等进行严格校核，并经实地测量确认无误后，方可进行施工。
（4）对于地勘提出的可能出现突水及涌水地段，要求进行超前地质预报，及时预测未来形态及发展趋势
3.3.1.2洞身开挖
（1）洞身开挖应尽量减少对原状岩土体的扰动。
（2）施工时“随挖随衬”，原则上一米一段开挖，工字钢骨架安装就位后才能开挖下一段。喷射砼应根据开挖情况及时实施，原则上每循环长度为6米。
（3）施工用水及渗水应及时排干。
3.3.1.3施工配合
施工过程中，应对围岩进行监控量测，根据量测结果及反馈信息，合理修正支护参数和开挖方法，指导施工和确保安全，应根据***纸要求和《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）的规定进行地质和支护状态观察，必要时可作超前地质预报。另外，根据设计要求和围岩具体情况进行围岩体内位移量测，量测资料作为支护隐蔽工程的重要技术内容，应纳入竣工文件。
3.3.1.4注浆
注浆的目的：
（1）其主要作用为增强钢管刚度。
（2）浆液通过超前压注到岩体裂隙中经过物理化学作用, 即能将破碎围岩或松散颗粒在短时间内胶结成整体, 起到超前预支护作用, 为隧道开挖施工安全提供保障和增强围岩的整体稳定性;
（3）浆液填充岩(土) 体的空隙, 凝结固化后, 阻隔了地下水向坑道的渗入, 起到了堵水防水作用。
注浆施工：
本项目采用钢管就位后,用0.5MPa的压力注浆,水泥浆水灰比为0.5:1，将钢管内、外灌满，使钢管与岩（土）体结合成整体。水泥浆为30号水泥浆，待达到设计强度后才能开挖。
4、施工控制注意事项
（1）小导管安装前应将工作面封闭严密、牢固，清理干净，并测放出钻设位置后方可施工。
（2）为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度，严格控制好小导管的钻设角度。
（3）隧道掘进过程中用于围岩支护骨架的工字钢拱架必须及时架设。
（4）注浆前应对开挖面层及附近5m 范围内的坑道喷射厚度为5 cm～ 10 cm 的喷射砼或模筑砼封闭作为止浆层。待止浆层有一定强度时方可注浆, 防止浆液从各岩面裂隙中反渗。
（5）安装注浆管时, 应在注浆与空口岩面相交处用胶泥(水玻璃与水泥) 和麻丝缠绕, 使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧, 实现注浆管的止浆和固定。胶泥未凝固到一定强度不得注浆。
（6）浆液应先经过过滤防止杂物进入注浆泵或进入小导管。
（7） 严格控制注浆压力, 以防压裂开挖面。注浆机压力应与规定压力配套, 不宜升压过快。注浆压力达到规定时应予以稳压一定时间, 以利浆液进一步渗入。
5、结束语
隧道施工地质条件是千变万化的, 具体施工中及时把握好各类注意事项, 通过小导管注浆工艺是能达到隧道围岩固结和止水效果的, 从而确保在小断面隧道开挖时的施工安全。
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