浅谈管棚与超前小导管注浆在沙土隧道工程中的应用与控制
浅谈管棚超前支护在隧道洞口中的应用
浅谈管棚超前支护在隧道洞口中的应用摘要：管棚一般是沿隧道工程断面的一部分及全部,以一定的间距环向钻设与隧道轴线基本平行的设置,而后插入大直径的钢管,并向管内注浆固结周边围岩,从而在预定范围内形成钢管棚护的支护形式。
管棚超前支护是为了在特殊的地质条件下确保进行安全开挖,预先提供增强地层承载力的支护方法。
主要适用于软弱地层、软岩、岩堆和破碎地段。
隧道进、出口及浅埋地段较多。
关键词：超前支护管棚软弱夹层分析：因桂三高速公路工程起点为桂林、终点为柳州三江县，本项目全部隧道根据走向均命名为桂林端、三江端，以广西桂三高速公路工程龙胜四号特长隧道为例左洞3095m、右洞3115m，洞口段均向洞内延伸较远，具体分析如下：隧道桂林端洞口段稳定性评价:隧道桂林端洞口段地形坡度35°～40°，为Ⅴ级围岩，无自稳能力；隧道三江端洞口段稳定性评价:三江端洞口地处山间冲沟边部，洞口段为Ⅴ级围岩，无自稳能力。
综上所述，本隧道洞口段桂林端左洞长185米、右洞长170 米，三江端左洞长60米、右洞长145米。
全部为Ⅴ级围岩，属较破碎岩，无自稳能力，且向洞身延伸较远。
如果单单依靠喷锚支护、小导管注浆，一旦发生坍塌、滑坡后果不堪设想，工程施工中不仅要考虑简化工艺,降低造价，更要考虑安全、质量、进度，特别隧道施工重点考虑的是施工安全，为此洞口段在施工中以参照设计要求，把超前支护作为重点控制工序，以管棚支护（注浆）为主，以超前小导管注浆、锚杆、喷射混凝土为辅进行施工过程中支护控制。
管棚施工技术： 1、长管棚技术参数：（1）钢管规格：热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m；（2）管距：环向间距40cm；（3）倾角：仰角1°（不包括路线纵坡），方向:与路线中线平行；；（4）隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少须错开1m。
2、长管棚施工质量过程控制：（1）配备电动钻机，钻进并顶进长管棚钢管；（2）本隧道采用C25钢筋混凝土套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞外轮廓线以外施作；（3）管棚必须按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正；（4）钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。
超前注浆小导管支护在隧洞中的应用
大管棚和超前注浆小导管支护在隧洞中的应用．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｇｐｉｐｅｓｈｅｄａｎｄｐｒｅ－ｇｒｏｕｔｉｎｇｓｍａｌｌｐｉｐｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｉｎｔｕｎｎｅｌｓ季汉忠／ＬＩＨａｎ．ｚｈｏｎｇ（广东省建筑工程机械施工有限公司，广州５１０５００）【摘要】介绍了东莞东深供水应急工程新城路段隧洞进洞口采用大管棚和超前小导管的方法穿过复杂地层，解决了隧洞进洞穿越残坡积和人工填土地质的施工难题，避免了原公路改线施工方案。
【关键词】隧洞，超前注浆大管棚，超前注浆小导管；施工１工程概述东莞东深供水应急工程新城路段隧洞是一座土隧洞，全长１２２ｍ，其中进出口各２ｍ范围为明洞地段，前后与箱涵相接，采用城门洞形断面。
隧洞净宽２盘ｍ，净高３．８０８ｍ，开挖宽度４．０ｍ，开挖高度４．９４ｉｎ。
隧洞处于山洪冲泻的方向，１２０ｍ范围的地层为残坡积粘土、碎石质粘土、强风化晶屑熔岩，最大埋深８ｍ左右，地下水丰富，地面有新城路公路斜向通过，荷载较大，洞室处于不稳定状态。
进洞的位置为道路路基人工填土，雨天时路边边坡有较大的渗流。
２施工方案的确定该隧洞原设计采用明洞施工方案，工作量相当大，且将新城路临时改道，影响道路交通数个月。
项目部根据实际地形地貌，分析了隧洞穿过地段的地质情况，提出了“超前注浆大管棚支护、超前注浆小导管支护暗洞施工方案”。
经过建设单位、设计单位、监理单位和专家多次论证，最终确定采用这一新的施工方案。
３施工设计技术措施１）超前支护超前注浆管棚采用９１０８ｒａｍ热轧无缝钢管１５根，环向间距０５ｍ，长６～１２ｍ，外插角１０。
，搭接长度２ｍ；超前注浆小导管管径ｆ２ｊ５ｌｍｍ，长４ｍ，外插角３０。
，环向间距０５ｍ，与管棚相间布置，纵向间距２ｍ，搭接长度２ｍ。
大管棚奇数孔采用花孔钢管，偶数孔采用无孔钢管；管棚采用普通地质轨道钻机钻孔，小导管采用气腿式风钻直接顶进，水平注浆气孔采用气腿式风钻成孔、双液注浆泵注浆。
在大管棚难以施工时采用超前小导管。
小导管注浆技术在隧道工程施工中应用
浅析小导管注浆技术在隧道工程施工中的应用摘要：小导管注浆以其施工工艺简单、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，在隧道及地下工程施工中得到广泛的应用，本文对此进行了探讨。
关键词：小导管注浆技术；在隧道工程；u45一、前言注浆是借助于压力(液压、气压)或电化学的原理将具有胶凝能力的浆液通过一定的管路注入土层(或岩层)中的空隙、裂隙与空洞中，将其中的水分与空气赶走，将松散破碎的岩(土)层胶结起来，以达到改善岩(土)层性能(降低岩、土层的渗透性;提高岩、土层的强度与承载能力;减少岩、土层的变形)的目的的一种施工方法。
随着我国经济的快速发展，隧道工程在我国大量兴建，在施工中遇到了各种各样的困难地层，人们在不断地摸索和开发新的地层加固技术，小导管注浆技术以其适应性强而得到大量的应用，采用小导管比超前大管棚和注浆施工工艺相对简单得多，支护技术在很小的空间内利用简单的手持风钻即可进行钻眼及布管工作，遇到地层变化时可随时调整施工方案，经济效益显著。
二、小导管注浆技术在隧道工程施工中的应用1、认真阅读设计文件小导管注浆只是地下工程施工的辅助工法之一，在进行小导管注浆施工前必须认真阅读设计图，分析总体施工方案，了解小导管注浆在施工中的主要目的以及和总体施工方案的相互关系，将小导管注浆施工合理的安排在施工计划中。
熟悉设计图中小导管注浆设计的各项参数，做到施工前心中有数。
其内容主要包括小导管注浆的加固范围，导管的类型，小导管的间距、外插角、长度，浆液类型、配比、注浆压力、注浆量等，以及设计中考虑的外界环境因素等。
另外，设计图是依据有关的地质图及参考相关资料并根据经验编制的，在地下工程施工中，实际地质情况往往有较大的变数，而且在设计小导管注浆作为辅助施工方法的地段地质情况一般比较复杂，所以，在施做小导管注浆前要认真分析现场的实际地质状况，绘制详细的地质资料和设计资料进行比较，发现不同之处及时提出，以便及时修改设计，使设计更加符合实际，使小导管注浆施工更加有效。
超前小导管注浆的应用浅析
超前小导管注浆的应用浅析小导管注浆技术操作简单，可以减小传统施工的难度，加快了施工进度。
加强了软弱围岩的稳定性，大大增强了施工的安全性，并且还可以降低施工成本，节约了资源，对环境不会造成影响。
采用小导管注浆技术劳动强度小、施工安全可靠、施工工序简单、劳动组织容易、施工安全、进度快，质量易于控制，综合经济效益显著。
一、适用范围本工法适用于围岩破碎、强风化、泥岩，节理发育、围岩较破碎及涌水的井巷隧道工程。
二、工艺原理小导管注浆技术施工工法，首先将小导管以一定的角度打入围岩层中，在进行注浆处理，造成固结，降低地层的透水性，使整个隧道拱顶和周边形成一个保护壳即难透水带；改变围岩的自稳性，提高围岩处在三维空间下应力的承受力。
该工艺主要根据围岩的稳定情况、水文地质条件等确定，一般情况下采用钢拱架进行配套综合作业。
三、工艺流程及操作要点1、工艺流程制定安全技术措施→打眼钻进施工→小导管制作→配制浆液→注浆→注浆完成，条件选择主要依据围岩等级来选择注浆工艺的应用，也可根据工程本身所具有的特点进行选择，打眼过程中孔眼的大小、数量、组合及布设方式根据实际施工过程进行筛选，注浆过程中确定施工操作流程进行计划值和实际值进行对比，出现偏离进行纠偏控制措施和其他一些操作措施等，施工过程中出现卡钻时应及时进行技术处理确保施工安全、可靠。
（1）钻具结构及布置：钻具选择性能良好的三牙轮钻头和普通钻杆。
钻具在孔内的受力状况随钻具旋转和钻孔深度变化，在压、弯、扭的综合作用下，容易失稳。
根据岩石条件、钻具结构型式、钻孔深度、失稳点、确定稳定钻杆排放序号。
（2）钻进参数选择：钻进参数主要包括钻压、扭矩、转速、钻数和导孔钻进洗井液排量等。
根据地质条件，在不同的钻进层位选择不同的钻压、转速和确定相应地转进速度，并在钻进过程中进行相应地调整。
2、操作要点（1）小导管注浆技术注浆压力控制及注浆量大小的控制注浆采用FBY系列双液注浆机注浆，最大压力为18Ma。
超前小导管与管棚地区别
超前小导管与管棚的区别？超前小导管的处理围一般也就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。
当然洞地质条件非常差的时候也可以用管棚（如：洞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。
隧道工程中超前注浆小导管的应用
隧道工程中超前注浆小导管的应用0引言这几年来，随着快速发展的生活节奏，也提高了对行车时间的要求。
行车速度主要是由自行车辆速度和线路距离长短决定的[1] O在一定程度上，新建线路行车时间主要是由线路距离的长度决定的，而线路距离则是由线路选择决定的，在中低山区地带，选取线路上需要多加考虑浅埋暗挖复杂地质条件下隧道的比重。
在开挖埋深浅、严重风化和岩体破碎带的围岩上需要先采取超前支护的办法，超前注浆小导管技术具有独特的施工技术，已经被广泛应用在隧道工程破碎带施工的超前支护方案。
1工程概况本工程为某隧道施工建设项目，全长约为3440m地势起伏变化大，较为陡峭，沟谷冲沟发育。
地面具有490〜740m的高程，洞身段山坡具有较为陡倾的自然坡度，变化较大，纵向自然坡度为20〜30。
左右，进出口横纵向坡度分别为15〜20。
和15。
，隧址区多数是林木，植被覆盖率达到了90%o隧道穿越地层主要使用花岗岩和花岗闪长岩组成，在进出口路段，该花岗岩和花岗闪长岩有岀露，由于不同的倾入时间，会导致不同的性质，地质构造的作用影响到地层，具有节理裂隙发育，富集的地下水、较差的工程性质。
洞口不良地质问题主要是由泥岩风化削落和砂岩危岩落石造成。
隧道的浅埋和断层构造带是GDK111+40&GDK111+500 该路段具有发育节理裂隙、破碎岩体、较差的岩土力学性质和整体稳定性、发育地下水、可能会发生坍塌、突水和突泥的问题。
物探低阻异常带是GDK112+40&GDK112+700该路段也是具有发育节理裂隙、破碎岩体、较差的岩土力学性质和整体稳定性、发育地下水、可能会发生坍塌、突水和突泥的问题。
隧道的浅埋和断层构造带还有GDK113+60&GDK113+800该路段具有破碎岩体、发育地下水、可能会发生坍塌、突水和突泥的问题。
2超前注浆小导管技术方案的确定由于本工程具有较浅的埋深、丰富的地下水，较为破碎的岩体，较差的围岩自稳能力，需要对其进行保护，否则容易造成掌子面失稳坍塌，因此为了确保隧道施工的安全和施工质量，需要采取一定的加固措施来确保岩石开挖的稳定。
浅谈超前小导管技术在沙坝水库输水隧道中的应用
浅谈超前小导管技术在沙坝水库输水隧道中的应用作者：袁永川来源：《现代装饰·理论》2011年第03期结合沙坝水库输水隧道工程介绍超前小导管注浆技术的应用1. 工程概况沙坝水库除险加固工程位于阳山县东部的江英镇境内，距县城45km，坝址在连江二级支流钟鼓水上游，水库总集雨面积为16.93km2，其中直接汇流集雨面积为8.13km2，引水入水库集雨面积为8.8km2。
坝址以上河长3.17km，河流平均坡降1.62%。
水库总库容1493万m3，是一座以灌溉、供水为主，兼有防洪、发电等综合效益的中型水库，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3级。
工程始建于1969年12月，于1972年3月完工，主要建筑物包括主坝、副坝、溢洪道、输水隧洞（原为输水涵管）、引水渠和坝后电站等。
水库设计灌溉农田1.6万亩，供水12160人；防洪主要是保护水库下游的江英镇、青坑镇（英德）2.4万人及农田1.6万亩和总装机4千千瓦的电站和省道英阳公路的安全；坝后电站建于1992年，装机1×160kW。
2. 输水隧道工程地质情况2.1 地形地貌输水隧道全长265m，开挖断面为2.4 m ×2.4m，从出口向入口方向开挖，掘进20 m后，从开挖断面看，隧道地质岩层主要以煤矸石为主，煤矸石主要成片面状，层与层之间厚度为50cm左右，走向与隧道开挖纵轴线成55°角。
2.2 地质条件该隧道区属亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量充沛。
9月份至次年1月为枯水期，降水量最小，从2月份起见增；4~8月为雨水期，降雨量最大。
大气降水是本区地下水及地表水补给来源。
该区水文地质条件较复杂，水位受季节影响面变化较大，岩层破碎带及岩溶发育部位属强透水区，地下水径流沿基岩裂隙及溶隙排出，地下水对砼无腐蚀性。
3. 成因分析及方案3.1 隧道塌方成因分析1）隧道围岩主要以煤矸石为主，掌子面煤矸石破碎，煤层向倾向向下，遇水后软化，会成片脱落，局部含泥质软弱夹层；围岩不稳定，有塌方、掉块现象，成洞条件差；2）岩石裂隙发育，地下水丰富，拱顶处有常流水，岩石受力遇水失稳；3）掌子面离衬砌距离太长，施工支护不及时、不规范；4）隧道围岩等级应属于Ⅴ级围岩。
矿山法隧道工艺工法-超前支护篇(超前小导管、管棚)
矿山法隧道工艺工法超前支护篇（超前小导管、管棚）超前支护在矿山法隧道施工中扮演着至关重要的角色，它是一种前瞻性的安全保障策略，在开挖面对围岩实施之前或进行过程中，对即将暴露的地质结构进行预加固处理。
该技术通过注入高强度浆液或者设置管棚等手段强化围岩的物理力学性能，从而有效抑制因开挖引发的应力变化所导致的围岩松动、变形甚至塌方等风险事件。
在实际操作中，超前支护的核心内容主要体现在小导管超前支护和大管棚超前支护这两种主流工法上：1.1小导管超前支护（1）钻孔测量人员利用全站仪将超前小导管设计位置绘制于已安装好的拱架肋板端，利用三臂凿岩台车或YT-28气腿式凿岩机钻孔，开孔直径为φ50，采用吹孔法清孔。
（2）小导管制作及安装小导管由钢加工厂集中加工,采用42mm热轧无缝钢花管制成。
在小导管前端做成30cm长锥形，尾部焊接钢筋箍且距端部30cm内不开孔作为止浆段，剩余部分按10-20cm梅花形布设直径6-8mm的溢浆孔，小导管设计环向间距V级围岩地段取40cm,Ⅳ级围岩地段50cm,单车道IV级围岩地段不设超前支护；外插角一般为10°~15°，可根据实际情况作调整，小导管单根长度为3-5m，纵向搭接长度不小于1m；要求孔深偏差为+50mm/方向角2°/孔口距±50mm。
现场由锤击打入或钻机顶入安装完成后用塑胶泥封堵孔口及周边，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土，以防止工作面坍塌。
小导管规格型号、长度、设计位置、搭接长度每循环检验3根。
（2）小导管注浆小导管尾端孔口安装注浆快速接头及止浆阀，采用水泥浆或水泥砂浆当围岩破碎，地下水发育时,部分可采用水泥-水玻璃双液浆，要求浆液强度等级不小于M10，注浆顺序为由下至上，注浆压力0.5-1.01MPa，浆液采用专用的搅拌机搅拌。
当出现有串孔和漏浆现象时，采用塞孔隔孔注浆。
注浆时，为防止管路堵塞，结束注浆后，应尽快卸开孔口接头，开清水泵冲洗管路，以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。
管棚超前支护技术在城市隧道工程中的应用
管棚超前支护技术在城市隧道工程中的应用在城市隧道工程施工中，管棚超前支护是十分重要的辅助技术类型，不仅能够提升掌子面稳定性，同时还可避免地表严重下沉，施工方式快速便捷，可保证隧道工程施工安全性。
对此，本文首先对管棚工艺进行介绍，然后对管棚的配置形式进行分析，并以某城市隧道工程为研究对象，对管棚超前支护施工技术要点进行详细探究。
标签：管棚工艺;配置形式;施工1、引言管棚是隧道工程施工中十分常见的超前支护方式，可被应用于隧道工程开挖洞口段以及浅埋洞身段施工中。
对于隧道工程断裂破碎带以及浅埋偏压不良地质施工段，均可应用管棚超前支护施工技术，支护施工效果比较好。
因此，对管棚超前支护技术在城市隧道工程施工中的应用方式进行深入研究意义重大。
2、管棚工艺概述在城市隧道工程施工中，在管棚超前支护技术的实际应用中，首先可在隧道工程开挖外轮廓上进行钻孔，要求根据洞轴合理控制钻孔间距，然后再安装惯性矩较大的钢管，再利用注浆施工方式固结岩体，进而达到预支护施工效果。
在管棚施工中，可利用钢管材料进行纵向预支持，然后再利用钢拱架发挥环向支撑作用，不仅整体刚度大，而且能够有效控制围岩变形，使其能够承受早期围岩压力作用。
管棚一次超前量大，钢管安装次数比较少，与开挖施工之间的相互干扰比较小，有利于进行全断面施工，提升隧道工程施工效率。
3、管棚的配置形式在隧道工程施工中，不同隧道工程施工区域地质结构、地形条件以及地层性质差异比较大，因此钢管配置形式也有较大差异，主要可分为七种形式，如图1所示，具体如下：（1）扇形配置形式。
如果隧道工程断面内部地层结构稳定性比较高，而拱部附近地层稳定性交叉，则可应用扇形配置方式。
（2）半圆形配置形式。
如果隧道工程下半部地层结构稳定，而拱线以上地层结构稳定性较差，则可利用半圆形配置形式。
（3）门型配置形式。
如果隧道工程基础结构稳定，但是断面内部地层以及上部地层稳定性交叉，则可应用门型配置形式。
（4）全周形配置形式。
隧道工程中的超前大管棚+小导管注浆施工工艺
148 |CHINA HOUSING FACILITIES 的高程以及拱架的纵向间距，保证各处的测量定位结果均具有准确性。
（2）导向管的测量定位。
此环节较为合适的坐标法，确定导向管的平面位置后，将其测放至工字钢外轮廓线处，在坡度板的辅助下设定导向管的倾角；对于导向管外插角的设置，较为适宜的是采用前后差距法，控制在1～3°。
关于超前大管棚的布置情况，如图1所示。
图1 超前大管棚的具体布置图（单位：cm）1492021.12 |施工技术此间经拼接后构成完整的整体，在各节段的端部焊接钢板。
对于曲线单元节段，其制由专员操作，精准控制，形成尺寸合理、稳定可靠的节段。
根据钢拱架的安装要求，施，保证该部分具有平整性与稳定性，以免在钢拱架搭设及使用过程中出现局部失稳、用φ22m m 钢筋将其固定在拱架处。
该设备将制备好的混凝土浇筑到位，全程做到随拌随用，以免因中途间隔时间过长而内容，即内模、外模及端头模。
立模期间易出现导向管堵塞的情况，因此需加强对导m 的钻头，有序钻进成孔。
管棚钻孔的作业难度较大，一次钻孔成型的概率较小，通一次钻孔，而绝大部分情况下易出现不同程度的卡钻以及塌孔问题。
对此，可采取先间的各类问题。
整个钻孔过程应满足低压、低速的要求，期间加强对孔深和孔径等基活调整。
以钻进情况为准，对成孔质量做出判断。
对于钻孔期间产生的各项数据，均据[1-3]。
延长而逐步堆积至孔内，从而发生不同程度的堵孔现象。
对此，钻孔后宜利用测斜仪据与设计要求展开对比分析，要求各项指标均可满足要求。
扣连接钢管接头。
在钢管上设置注浆孔，孔径10～16m m ，孔间距15～20c m ，梅→设置小导管→连（前提在于压力、无缝钢花管为宜，钻孔的施工质量，准钻孔；严格控制于小导管的加工，设置φ8m m 钢筋眼，间距按15c m装到位，采取焊接用材料为水泥单液浆，压力以0.8M P a 左右较为合适，严格依据设计要求控制浆液参数，小导管的加工示意图，如图2所示。
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浅谈管棚与超前小导管注浆在沙土隧道工程中的应用与控制
作者：张钊
来源：《城市建设理论研究》2013年第09期
【摘要】：近年来，在隧道工程施工中，由于小导管注浆加钢支撑具有稳定隧道围岩、简单便捷,经济实效等特点，已得到广泛应用。
本文结合工程实例，探讨了超前注浆小导管施工工艺及施工方法。
【关键词】：管棚；超前小导管；注浆；沙土隧道；
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
引言
超前小导管注浆的主要目的是：在隧道拱部形成水泥浆固结体以增加其整体性；起短距离的棚护作用。
由于此工艺注浆压力小，浆液的扩散半径小，对围岩的固结作用有限（围岩渗水量大时效果更差）；由于小导管刚度小，其棚护作用便十分有限。
有限的作用使本工艺单独使用的机会不是很多，主要是与其它支护措施组合使用，常与钢架支撑组合使用，有时与大管棚组合使用。
一、管棚与超前小导管注浆在沙土隧道工程中的应用实例
本标段共有2座隧道，本文所选取的案例处的隧道长约235m。
隧道两端洞口埋深浅，围岩以泥质板岩块，碎砾石组成的坡积碎石土为主。
隧道洞身主要通过地层为强、中、弱状风化千枚岩，层状构造，片理发育，层间云母充填，呈丝绢质光泽，属中薄层。
风化严重，节理发育，强度较低，以II、III类围岩为主。
该隧道洞顶最大覆盖层厚50余米，山体基岩裸露。
原公路从山梁的鞍部通过切削山坡，公路以北上边坡呈陡崖状，易形成风化块石而塌落甚至塌方；东西两侧公路下边坡则为碎石堆填边坡，受河水冲蚀滑塌现象严重。
出口拱部以上2.5m为既有公路，施工时保证安全和公路畅通尤为重要。
I类围岩15m，II类围岩56m，III类围岩81m。
本标段隧道按“新奥法”设计施工。
施工中始终坚持“勤量测、严注浆、早封闭、强支护、管超前”的原则。
二、超前小导管施工技术应用
本标段隧道Ⅱ类围岩长56m，全部采用Ф42超前小导管在拱部周边注入水泥浆加固地层。
小导管外插角5-7°，环向间距30cm，长4.5m。
1、刷坡
小导管施工前，在坡顶开挖截水沟，使地表水可以较顺畅的排入到河流洞口内，以防地表水冲刷边坡和下渗而影响洞口段的稳定。
按设计的要求，进行仰、边坡放样，同时清理仰、边坡面的危石并及时对仰、边坡面进行防护，及早封闭岩面，避免因暴露的时间过久而发生破坏和坍塌现象。
2、测量放样
刷坡到设计的位置后，用喷射混凝土封闭开挖的轮廓面，以防止注浆时出现漏浆和确保施工安全。
测量人员将双排小导管的打设位置准确的放样在待施工断面上，并做好醒目标记，同时设置必要的稳定控制点，用以控制钻孔时钻杆的方向和外插角。
3、小导管加工
小导管采用Φ42钢管在加工房加工制作，管身前端切削成尖锥状，导管中部3～3.5m范围布置梅花形泄浆孔，泄浆孔孔径6～8mm，孔间距20～30cm；在导管尾部焊接钢筋加强箍。
4、小导管的安装
施工前，首先对掌子面进行喷射砼封闭，然后按设计要求布孔，采用手持风钻按布孔位置以外插角5°-7°钻孔，并将小导管沿孔打入，前后相邻两排小导管搭接长度不小于1m。
对于地层松软类可用游锤或手持风钻直接将小导管打入；对于砂土类，可用Ф20钢管制成吹风管，将吹风管缓缓插入孔中用高压风射孔，成孔后将小导管插入。
5、小导管注浆
（1）注浆前应有专人检查设备器具，并现场进行试运转，以确保后续注浆工作的连续性和注浆压力能达到设计压力。
（2）浆液应在搅拌机中拌合，水泥浆的投料顺序为：在放水的同时，将外加剂一并放入搅拌机，根据搅拌机容量的大小，待水量加足后，搅拌lmin，然后放入对应量的水泥，再继续搅拌不少于3min，且拌和好的浆液必须在规定的时间内注完，否则应予以废弃。
（3）对于打入的钢管应先冲洗管内积物，然后采用2TG120/105注浆泵注浆。
注浆自下而上进行，浆液采用HJ1-352型砂浆搅拌机拌和。
水灰比选用1：1.5、1：1、1：0.8、1：0.6四个等级。
注浆时按不同的水灰比，浆液由稀到浓逐渐变换，注浆完成后立即堵塞钢管孔口，防
止浆液外流。
若地下水丰富时，可采用水泥-水玻璃双液注浆。
如果注入双液浆，则采用两台注浆泵及其管路，将两种浆液分别按一定流量压入孔口混合器，然后通过带孔小导管注入岩土体。
6、注浆效果检查
注浆结束后应对注浆效果进行检查，如果未达到设计要求，则应补孔重新注浆。
注浆效果检查可采用以下三种方法：
（1）详细分析注浆记录，查看每个孔的注浆持续时间、压力、注浆量及在注浆过程中是否存在跑浆、漏浆现象及漏注区域，用注浆量估算浆液的扩散半径，分析是否形成预设的固结圈；
（2）在两个注浆孔之间注浆质量较差的部位钻探取出浆液固结体岩芯，并观察检查孔的稳定情况与漏水情况等，做室内试验，测定芯样的物理力学指标，据此判断注浆效果的优劣；
（3）用声波探测仪测量注浆岩体声速、弹模等，从而评价注浆效果。
7、注浆故障及处理要点
（1）注浆时，若多台注浆机可同时注浆时，则应采取群孔注浆，否则，将串浆孔堵塞，采取隔孔注浆，到注串浆孔时，必须先清除孔内杂物；
（2）注浆过程中若注浆压力突然升高，则可能发生堵管现象，应及时用锤击或抖动管道以疏通注浆管，若无明显效果，则需更换管道；
（3）若注浆量很大，但注浆压力长时间不升高，则应调整浆液的稠度及配合比，添加外加剂，以缩短胶凝时间，进行低压力小泵量注浆或间歇性注浆，以增加浆液在围岩裂隙中的停留时间，以便凝结，但停留时间不能超过浆液的胶凝时间。
三、质量保证措施
1、施工前，应对施工人员进行详细的技术交底，使得施工人员、施工管理人员熟悉小导管的施工工艺要求，按照规范和设计要求严格进行施工。
2、所有材料除了必须要有出厂合格证外，还需要进行进场抽检；对于重要的材料（如水玻璃、水泥、钢管等）则需按有关规范做验收试验，试验合格以后才能投入使用。
3、超前注浆小导管施工前需检修各种施工设备（如搅拌机、注浆机、空压机等），确保设备的正常运行，从而满足施工的要求。
4、小导管钻孔孔径、外插角、方向、深度应符合设计的要求。
注浆前，须清理干净孔内的岩粉、石屑，并排净孔内的积水，钻孔验收合格后及时组织进行小导管注浆施工。
四、安全保证措施
1、施工之前，对施工人员进行详细的安全技术交底，使得施工管理人员、施工人员熟悉隧道小导管施工过程中应注意的安全事项。
2、施工前，加强对机械设备的检查和保养，确保设备的完好率，严禁施工设备在施工区域乱停乱放，严禁设备带病工作。
3、施工人员必须遵守隧洞施工安全生产规章制度；每天进入工作面时做好班前安全教育，熟知工作过程中的安全事项，专职安全人员对施工环境进行安全观察，确认安全后，方可准施工人员进入施工，同时进入施工区施工人员必须穿戴好个人防护用具；高处作业必须配备安全防护设施；非施工有关作业人员不准进入施工区域；未经批准不准任意拆除安全设施和安全装置；
4、施工现场及作业点应有足够的照明，施工用电电源的线路架设及安装应遵照施工供电的有关规定执行。
5、隧道内变形监测：施工过程中实时对隧道围岩进行变形监控量测，即隧道拱顶沉降量测和隧道围岩收敛变形量测。
及时对变形监测进行数据分析，如出现变形增大等异常情况，及时采取相应的安全措施，必要时将施工人员撤离。
结束语
小导管注浆工法，可给开挖创造安全良好的施工条件，结合隧道围岩的地质条件是千变万化，采用小导管注浆工艺的设计参数亦是多种多样的，具体施工时应及时辨识现场的地质情况，掌握运用小导管注浆工艺的相关条件，使得小导管注浆固结围岩的效果更加显著。
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