小导管注浆加固技术与管棚施工技术别区
超前小导管与管棚的区别
超前小导管与管棚的区别？超前小导管的处理范围一般也就6米左右，小导管为壁厚5mm的钢管，直径一般为42mm。
是通过小导管浆将掌子面前方的较为破碎的围岩进行固结的一种方法，使围岩形成一个整体后再进行下一步工序。
而管棚是在进洞口的地质条件非常差（如：沙土、破碎严重的岩石、黄土等）的情况下使用，一般长度就20-30米左右，管棚为壁厚3.5mm的钢管，直径一般为108mm。
当然洞内地质条件非常差的时候也可以用管棚（如：洞内遇到冒顶现象造成的沿洞轴线长度较大，放量较大）。
为了保证掌子面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙，开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。
小导管注浆加固地层技术，是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜安设注浆管，并注入浆液，达到超前加固围岩和止水的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。
特点：①小导管注浆施工工艺简单，易于操作，施工安全，土层加固见效快，浆液损失少，成本低，是隧道施工中最常用的加固土层的方法之一。
②小导管注浆仅作为地下工程施工防坍塌和沉陷的辅助手段。
③小导管超前注浆设计应根据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选用不同的设计参数。
适用范围：小导管适用于处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂砾（卵）石层；小导管施工只是对开挖掌子面局部土层进行加固，开挖土层不宜长时间暴露，应坚持先支撑后开挖的原则；同时小导管注浆也可用于各种临时性的地层加固。
工艺原理：在软弱土层中沿着开挖轮廓线和加固轮廓线，按照一定的入射角度，打设一定数量的小导管，用注浆设备把配置好的注浆材料，通过小导管注入到软弱地层里，使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和固结，并使小导管和土体固结在一起，起到棚护和加固地层的作用。
管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。
管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。
由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑．为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短．被认为是隧道施工中解决冒项的最有效最合理的施工方法。
小导管注浆土体加固的技术要求
小导管注浆土体加固的技术要求小导管注浆是喷锚暗挖遂道超前支护的一种措施。
采用这种措施的地层，一般都很软弱或松散，如不采取措施，开挖时工作面极易坍塌。
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（在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞后对遂道周边进行径向注浆加固）。
采用小导管加固时，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。
用作小导管的钢管钻有注浆孔，以便向土体进行注浆加固，也利于提高小导管自身钢度和强度，参与受力。
小导管注浆支护的一般设计如下：钢管直径40～50mm，钢管长3～5m，钢管钻设注孔间距为100～150mm，钢管沿拱的环向布置间距为300～500mm，钢管沿拱的环向外插角为50～150，钢管沿遂道纵向的搭接长度为1m。
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，注浆量和注浆压力由试验确定。
注浆施工中，在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
注浆材料应具备：良好的可注性；固结后有强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小；无毒。
注浆工艺简单、方便、安全等性能。
注浆材料的选用和配比的确定应根据工程条件，经试验确定。
注浆施工期应监测地下水是否污染，应该防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。
1、喷锚暗挖法喷锚暗挖法包括全断面法、台阶法、台阶分部法、上下导洞法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法、漏斗棚架法、蘑菇法等。
用新奥法原理施工的常用方法致分为：全断面法、台价法、分部开挖法三大类及若干变化方案。
○1全断面法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌。
一般适用于Ⅴ～Ⅵ类围岩，并配有钻孔台车和高效率运装机械的石质遂道。
开挖工作面较大，钻爆效率较高。
○2台阶开挖法是全断面法的变化方案，是将设计断面分上半部断面和下半部断面二次开挖成型；或采用上弧形导洞超前开挖和中核开挖及下部开挖。
浅谈不同超前支护措施在隧道工程中的运用
浅谈不同超前支护措施在隧道工程中的运用发布时间：2021-04-29T07:45:14.005Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年3期作者：符宏珍李芬[导读] 近年来我国公路建设领域隧道安全事故频发，给现场作业人员的生命财产造成极大损失，尤其在西南山区高等级公路大断面隧道施工中更是屡见不鲜。
云南省公路工程监理咨询有限公司云南省昆明市 650000摘要：近年来我国公路建设领域隧道安全事故频发，给现场作业人员的生命财产造成极大损失，尤其在西南山区高等级公路大断面隧道施工中更是屡见不鲜。
据相关统计表明在隧道所有安全事故类型中掌子面坍塌占比近一半，其中超前支护措施弱、未按设计图纸施工是导致掌子面坍塌的重要原因。
现结合本人多年在滇西北从事隧道工程监理工作的经验分别对几种不同超前支护措施的运用条件、技术要点、工艺要求进行分析，为不良地质条件下的隧道工程施工提供参考。
关键词：超前支护；运用条件；技术要点；工艺要求1、超前支护概述及工程简介超前支护是保证隧道掌子面稳定的辅助措施，用来控制周边围岩变形，预防隧道坍塌，保证隧道施工安全。
常见的类型主要有超前小导管、管棚支护、深孔注浆等，其适用的条件、支护效果、经济费用也有较大区别。
在滇西北地区隧道软弱破碎，V级围岩占比重、隧道埋深较大、局部地区裂隙水丰富，所以从设计源头上要加强超前支护，从施工、监理角度要管控好超前支护的施作质量。
现结合大永高速公路（丽江段）土建2合同段三指山隧道现场施工的超前小导管、管棚支护等超前支护措施进行分析探讨。
三指山隧道左幅起止桩号ZK115+087～ZK117+553，长2466m；右幅起止桩号K115+160～K117+573，长2413m。
项目采用设计速度100km/h的双向四车道高速公路标准，按分离式双洞布置纵坡2.5%，最大埋深约260m，隧道净宽10.25m，净高5.0m。
隧道围岩节理裂隙发育，自稳能力差，地质复杂多变，施工难度大，在施工过程中广泛采用三台阶开挖支护方式，严格按照“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”等原则，在项目公司和各级领导的关心支持下顺利实现了零安全生产事故目标。
超前小导管、超前锚杆、超前大管棚3种施工方案对比
小浪底北岸灌区隧洞工程不良地质超前支护方案为了加快隧洞施工进度和提高工效，针对隧洞中出现围岩情况差的不良地质情况，在不同情况下采用超前锚杆、超前小导管和超前大管棚三种支护措施。
一、支护方案简介及设计参数超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。
在本项目中，超前锚杆主要用在V级围岩上限（较好）段，施工时间较短；超前锚杆应配合钢拱架或格栅拱架使用，设计参数如下：（1）采用直径φ25mm螺纹钢，长度为3.5m；（2）锚杆沿拱环向布置间距30cm；（3）倾角：外插角10°-15°，可根据实际情况调整；（4）纵向间距2.5m一环，搭接长度不小于1m；（5）注浆材料：M20水泥浆。
超前小导管主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
在本项目中，超前小导管主要用在V级围岩下限（较差）段，施工时间较超前锚杆长；超前小导管应配合钢拱架使用，设计参数如下：（1）采用外径φ42mm厚3.5mm无缝钢管，长度为3.5m；（2）钢管钻设注浆孔间距为100 - 150 mm；（3）钢管沿拱环向布置间距30cm-50cm；（4）倾角：外插角10°-15°，可根据实际情况调整；（5）注浆材料：M20水泥浆。
超前大管棚是由钢管和钢格栅或钢拱架组成。
管棚利用钢格栅拱架，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角向开挖面前方打入钢管，形成对开挖面前方围岩的预支护。
管棚适用于特别困难地段（如极破碎岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩）的隧洞施工中采用。
在本项目中，主要用在洞内大型塌方，常规办法已无法处理的情况下，施工时间较长。
具体设计参数如下：（1）大管棚钻孔孔口位置沿隧洞拱部开挖轮廓线外10cm布置，环向中心间距30cm，外插角约7°（可根据实际情况确定），每环17根；（2）钢管采用外径φ108mm壁厚8mm无缝钢管，每根长度为10m。
超前大管棚、中管棚、小导管加工技术交底
（1）φ42超前小导管
a、导管规格：热轧钢花管，外径φ42，壁厚3。5mm.长度为3.5m、4m。
b、小导管采用φ42无缝热轧钢管制成，对现场材料进行试验，合格后方可用于施工，在前部钻注浆孔，孔径6mm-8mm，孔间距10cm-20cm，呈梅花型布置,前端加工成锥形，锥头长度10cm,尾部长度不小于30cm，作为不钻孔的止浆段，在末端用φ8的钢筋加工成铁箍。
3、超前小导管所用的钢管和钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
4、电弧焊焊缝咬肉深度不得大于0.5mm，焊缝饱满，不得有虚焊。
四、安全要求
小导管加工时要设置安全人员一名,来保证施工的安全,现场施工人员必须听从管理人员的统一安排。各工种必须严格按照相应的安全操作规程进行作业。
五、环保、水保要求
1.1大管棚
(1）导管规格:钢花管,外径89/108/127mm，壁厚8mm。
(2)大管棚每环施做长度10—40m，对现场材料进行试验，合格后方可用于施工，钢管接头错开，接头百分率不大于50％.以φ108钢管单根长为30m为例：管棚施做时，将钢管截取长3m和9m长度（单根钢管长度9m长3根，3m长1根)，每两段之间采用丝扣连接。单序孔第一节为9m，末端为3m，双序孔第一节为3m，末端节为9m。管体上钻10mm-16mm孔径,孔间距15mm—20cm呈梅花型布置，尾部留100cm不钻孔止浆段，大管棚前端做成圆锥状，椎体长度20cm。
1。2中管棚
(1）导管规格：钢花管，外径φ76、φ60mm,壁厚6mm。
（2)中管棚每环施做长度6m，对现场材料进行试验，合格后方可用于施工，钢管接头错开,管体上钻10mm孔径，孔间距20cm呈梅花型布置，尾部留100cm不钻孔止浆段，中管棚前端做成圆锥状，椎体长度15cm,在末端用φ8的钢筋加工成铁箍.
管棚法高压注浆与小导管注浆结合处理隧道塌方
（） ８施工注意事项 ： ①管棚按设计位置施工 ， 钻机立轴方 向准 确， 钻完一孔就顶进一根钢管 ； ②做好每一孔的施工记录 ； ③压浆 完毕后 ， 须等到浆液达到强度后（ 一般为 ３ 才允许 进行下道工 ． ｈ） ５ 序施工 ， 且在开挖 中要有专人观察围岩情况 ， 消除安全 隐患。 （ ） 固措施 ： ９加 对塌方 地段采用 Ｉ６工字钢每 隔 ０５ｍ一榀 ， １ ．
１ 工程 概况
晋济 高速公 路 天井关 隧道 全长 ２ ４ ｍ，其 中地质 情况 复杂 ， ８ １ ｋ 在进 Ｅ ＫＩ＋ ４ ～ １ ９ ０ ｌ １ ７ ５ ＫＩ＋ ８ 段处于浅埋偏压段 ， 围岩十分恶劣， 裂 隙极度发育 ， 地下水丰富 ， 围岩为砂黏土夹碎石。设 汁为 Ｖ级围岩 。
ｆ 点 地 洞 内
（ ） 浆顺 序 。①沿隧道 中线 ， ４压 每节管棚先压拱部最 低一 排 孑， Ｌ 然后压拱顶 ； ②有水地段 ， 每节都应先 两头后 中间 ， 从少水 向 多 水处 压浆 。 （） ５ 压浆效果 。松散围岩经高压注浆后 ， 由松散黏性碎石土 ， 变成硬塑半干硬状态 ，使围岩固结成体 ，为开挖创造了良好的环
每 榀 问 用 ２ 筋 焊 接 搭 设 框 架 进 行 支 撑 ， 止 和 减 缓 围 岩 的 ２钢 防 进 一 步 变形 而造 成 重 复 塌 方 。 ３２ 小 导 管 注 浆 ． 下 导边墙采用小导管 注水泥浆 ， 达到补强预注较 果 ， 防止 上 导 围 岩 压力 较 大 而 掉 拱 。 （） １小导管注浆工艺 流程见图 ３ 。
打设仰角 １ ～ 。钢管每 ２ ｍ按梅花形钻 ８ｍ 。 ２， ５ ｃ ｍ的， 。每根 ， Ｊ ｑＬ ８ ９的钢 管 中对 中 间距 为 ５ ｍ，其 间 每 环 为 ２ ～２ 交 错 布 ０ｃ １ ２根 量， 每节 与节 之 问 的搭 接不 小 于 １ 其布 设 形 式 ， 图 ２ ． ｍ， ５ 见 。在 钢 管 中压水 泥 一水玻璃浆 （ 其水 灰 比为 １ １ ， ： ）水泥浆 ： 水玻璃体 积 比为 １０５ 水玻璃模数为 ２ ：．； ． ．， 度为 ３ ４ 波美度 。 ４—２８浓 Ｏ ５ 压浆 结 束 后 ， ｌ 水 泥 砂 浆 填充 钢管 形 成 钢 管 砼 。 用 Ｏ号
小导管、大管棚施工方案
一、小导管注浆施工工艺 (2)二、大管棚施工工艺 (4)三、安全要求 (7)四、质量要求 (7)一、小导管注浆施工工艺在软弱地层中施工，采用小导管超前支护预加固地层技术，通过注浆，使小导管周围土体固结成承载壳，在小导管及承载壳的棚架作用下开挖下部土体既安全又稳妥，此时小导管起到悬臂支撑的作用可有效地控制上方土体坍塌。
喷射混凝土完毕后对打设的小导管进行注浆。
42mm，,小:+水玻璃双液镐相连，开启风镐，利用风镐的振动将导管顶进。
如果风镐不能顶进可以利用风枪顶进小导管。
②注浆浆液配制、搅拌：A先将水泥和水进行1：1配制，在搅拌机内搅拌均匀。
B水玻璃和水按照1：2.33配制，进行搅拌，并单独放置。
C将双液注浆泵的两根滤管分别放到水泥浆筒和水玻璃浆筒中，通过双液注浆泵向小导管同时注水泥浆及水玻璃。
两种浆液的注浆比例控制在1：1。
③注浆施工时注意以下几点：A注浆口最高压力严格控制在0.5MPa以内，以防压裂工作面。
B进浆速度控制每根导管双液总进量在30L/min以内。
C导管注浆采用定量注浆，根据设计图纸给定注浆量施工。
如压力逐渐上升，流量逐渐减少，虽然未注入设计浆液，但孔口压力已达到0.5MPa时，即结束注浆。
D注浆结束后及时清洗泵，阀门和管路，保证机具完好，管路畅通。
E注浆泵管与小导管的连接接头为特制，在连接时需于接头上缠密封带，并将接头外套筒圈的螺栓与小导管拧紧，以防接头或浆液喷出。
④小导管注浆施工工艺流程见下图，所用机具见小导管注浆机械配备表。
小导管注浆施工工艺流程图小导管注浆机械配备表二、大管棚施工工艺1)管棚构造于洞门顶外侧沿着8mm 的无缝钢管，并进行注水泥浆，对土体进行加固，形成第一道对开挖面前方土体的预支护。
2)管棚工艺流程图大管棚预留孔示意图预埋φ150PVC管格栅钢架格栅连接筋φ42超前小导管150°0'0"446102,543）成孔①在竖井施工过程中，于竖井侧壁大管棚位置预留PVC管孔，孔径150mm。
超前小导管与管棚的区别(参考资料)
超前小导管与管棚的区别？超前小导管的处理范围一般也就6米左右，小导管为壁厚5mm的钢管，直径一般为42mm。
是通过小导管浆将掌子面前方的较为破碎的围岩进行固结的一种方法，使围岩形成一个整体后再进行下一步工序。
而管棚是在进洞口的地质条件非常差（如：沙土、破碎严重的岩石、黄土等）的情况下使用，一般长度就20-30米左右，管棚为壁厚3.5mm的钢管，直径一般为108mm。
当然洞内地质条件非常差的时候也可以用管棚（如：洞内遇到冒顶现象造成的沿洞轴线长度较大，放量较大）。
为了保证掌子面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙，开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。
小导管注浆加固地层技术，是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜安设注浆管，并注入浆液，达到超前加固围岩和止水的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。
特点：①小导管注浆施工工艺简单，易于操作，施工安全，土层加固见效快，浆液损失少，成本低，是隧道施工中最常用的加固土层的方法之一。
②小导管注浆仅作为地下工程施工防坍塌和沉陷的辅助手段。
③小导管超前注浆设计应根据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选用不同的设计参数。
适用范围：小导管适用于处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂砾（卵）石层；小导管施工只是对开挖掌子面局部土层进行加固，开挖土层不宜长时间暴露，应坚持先支撑后开挖的原则；同时小导管注浆也可用于各种临时性的地层加固。
工艺原理：在软弱土层中沿着开挖轮廓线和加固轮廓线，按照一定的入射角度，打设一定数量的小导管，用注浆设备把配置好的注浆材料，通过小导管注入到软弱地层里，使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和固结，并使小导管和土体固结在一起，起到棚护和加固地层的作用。
管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。
管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。
由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑．为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短．被认为是隧道施工中解决冒项的最有效最合理的施工方法。
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小导管注浆加固技术管棚施工技术
适用条件
1、小导管注浆支护加固技术可作为暗挖隧道常用
的支护措施和超前加固措施。
2、在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施
作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，宜采取超前
小导管注浆和超前预加固处理方法。
（1）适用于软弱地层和特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、
砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破
碎带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。
（2）通常，在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护：
5）通过断层破碎带等特殊地层；水泥砂浆主要成分为硅酸盐水
泥、普通或水泥砂浆，宜采用中砂或粗砂；
基本规定
（1）小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用。
用作小导管的钢管钻有注浆孔，以便向土体进行注浆加
固，也有利于提髙小导管自身刚度和强度。
（2）采用小导管加固时，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并具备足够的有效
长度。
（3）在条件允许时，应配合地面超前注浆加固；
有导洞时，可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。
一般情况下短管棚采用的钢管每节长小于10m，长管棚采用的钢管每
节长大于10m。
（二）施工技术要点
施工工艺流程：测放孔位→钴机就位→水平钻孔→压入钢管→注
浆（向钢管内或管周围土体）→封口→开挖。
管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部，以一定的间距
环向布设，形成钢管棚，有帽形、方形、一字形及拱形等。
纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。
在铁路、公路正下方施工
时，要采用刚度大的钢管连续布设。
技术要点
（一）小导管布设
常用设计参数：钢管直径30～50mm，钢管长3～
5m，采用焊接钢管或无缝钢管；钢管沿拱的环向外插角
为5～15°，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lm。
（二）注浆材料
注浆材料可采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、
水泥一水玻璃双液浆、超细水泥四种注浆材料。
一般情
况下改性水玻璃浆适用于砂类土，水泥浆和水泥砂浆适
用于卵石地层。
水泥浆或水泥砂浆主要成分为P.042.5级及以上的
硅酸盐水泥、普通或水泥砂浆。
（三）注浆工艺
应根据土质条件选择注浆工艺（法）。
在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采
用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆
法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
管棚所用钢管一般选用直径70～180mm，壁厚4～8mm无缝钢管。
一般采用的间距为2.0～2.5倍的钢管直径。
纵向两组管棚搭接的长度
应大于3m。
（一）钻孔精度控制
钻孔开始前应在管棚孔口位置埋置套管，把钢管放在标准拱架
上。
为了防止钻孔中心振动，钢管应用U形螺栓与拱架稍加固定，以
防止弯曲。
在松软地层或不均勻地层中钻进时，管棚应设定外插角，角度一
般不宜大于3°。
避免管节下垂进入开挖面。
（二）钢管就位控制
（1）钢管的打入随钻孔同步进行，并按设计要求接长。
（2）钢管打入土体就位后，应及时隔（跳）孔向钢管内及周围
压注水泥浆或水泥砂浆。
（三）注浆效果控制
（2）严格按试验参数控制注浆量，防止注浆效果不好、出现流
砂等现象。
（3）必要时宜与小导管注举相结合，开挖时可在管棚之间设置
小导管。
施工控制要点
（一）控制加固范围
（2）小导管的尾部必须设置封堵孔，防止漏浆。
（二）保证注浆效果
（1）浆液必须配比准确，符合设计要求。
（2）注浆时间和注浆压力应由试验确定。
注浆施工期应进行监测，监测项目通常有地（路）面隆起、地下水污染等。
施工质量验收程序
工程的分类组织人参加人员
检验批及分项工程监理工程师项目专业质量（技术）负责人（项目总工）等进行验收
分部工程总监理工程师单位项目负责人和项目技术、质量负责人
注：地基与基础、主体结构分部工程的勘察、设计单位工程项目负责人单位工程完工后总监理工程师专业监理工程师对工程质量进行竣工预验收
建设单位收到工程
竣工报告后
建设单位（项目）负责人施工（含分包单位）、设计、勘察、监理等单位（项目）负责人。