隧道輔助工程措施超前小導(dǎo)管預(yù)加固

1、隧道輔助工程措施超前小導(dǎo)管預(yù)加固內(nèi)容摘要：超前小導(dǎo)管預(yù)加固是指預(yù)先打入拱部周邊超前斜向設(shè)置較 密的注漿小導(dǎo)管，小導(dǎo)管外露端支于鋼拱架上。開挖后與錨噴相匹配, 形成較強的圍巖、注漿小導(dǎo)管、鋼架、錨噴相組合的受力體系，成為 上臺階開挖拱部初期支護受力結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：小導(dǎo)管預(yù)加固 牛角泵 外插角 引言：隆百高速公路位于廣西西北部山區(qū)，地處云貴高原東南邊緣, 喜馬拉雅山運動以差異性抬升為主， 未見第四紀(jì)斷裂發(fā)育，線路區(qū)屬 新構(gòu)造運動慢抬升區(qū)，屬新構(gòu)造運動的相對穩(wěn)定區(qū)。線路歷史上曾發(fā)生過多次地殼運動，構(gòu)造形跡錯綜復(fù)雜、褶皺、 斷層均較發(fā)育，但未曾發(fā)生過 7 7 級以上地震，斷層近期未見活動，故為穩(wěn)定斷層。

2、該路段設(shè)計時速 80Km/h80Km/h，為雙向四車道，分離式隧道道、委見隧道、米花嶺隧道成為全線控制工期的重點工程，為加快施 工進度對隧道可能出現(xiàn)的斷層破碎帶、 沙土層、砂質(zhì)軟弱圍巖等提出 超前小導(dǎo)管預(yù)加固措施。從設(shè)計勘察資料上可以看出線路地層以砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾頁巖 為主，圍巖整體性較差，均勻性好，砂巖的破碎孔隙率大，特別適用 于常規(guī)小導(dǎo)管超前預(yù)加固。建議洞口加強段原打大管棚過長段， 改為 151520m20m 打大管棚，余下變更為超前小導(dǎo)管預(yù)加固措施段。1 1、小導(dǎo)管預(yù)加固的基本原理:小導(dǎo)管預(yù)加固注漿是根據(jù)新奧法原理，應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維共有六座隧道折合雙向單洞1Km1Km,占線路總長

3、的 14%14%,其中開沖隧護和利用圍巖自承力為基點，采用超前預(yù)支護注漿小導(dǎo)管和鋼架、 錨 噴混凝土為主要支護手段，及時進行支護，控制圍巖變形和松弛，使 圍巖成為支護體系的組成部分， 并通過對圍巖和支護的監(jiān)控量測來指 導(dǎo)隧道工程設(shè)計施工方法和原則。超前小導(dǎo)管的注漿半徑與受力結(jié)構(gòu)圖（一）小導(dǎo)管注漿號駁力劉姻（-）-i.-i.十.-J- J J-4 4. .覺牡L本圖尺寸規(guī)屋耕;2.穌壞旬脈知；3、 注紂板噸R;小導(dǎo)管的構(gòu)造小導(dǎo)管一般采用直徑為 42mm42mm，壁厚=4mm=4mm 熱軋無縫鋼管加工 制成，長度，外插角 8 82020，小導(dǎo)管的環(huán)向間距 353540cm,40cm,兩組 小導(dǎo)管間

4、搭接長度不小于 1m1m。小導(dǎo)管端部用 6mm6mm 鋼筋箍加固，留長不鉆注漿孔，為的是不漏漿液作用，中間鉆有6mm6mm 的注漿孔,呈梅花形布置，前端成錐形，尾部長度不小于30cm30cm，不需要鉆孔, 作為不鉆孔注漿孔的預(yù)留止?jié){段， 小導(dǎo)管花管制造見圖二（本圖除注明外其余均以厘米計）。250250400400關(guān)于小導(dǎo)管外插角：從圖（一）分析可以看出當(dāng)外插角過小時, 開挖后就會把預(yù)加固的圍巖部分開挖掉，如不開挖掉，就放不了鋼架, 造成不必要的浪費；反之，外插角過大，達不到小導(dǎo)管超前預(yù)支護的 目的，開挖后小管棚擴散半徑下無法加固到位，易出現(xiàn)脫落掉塊，甚至塌方，超挖量不可控制。有些行業(yè)規(guī)范限度外

5、插角可到3030是沒 有道理的。如按小導(dǎo)管 5m5m,外插角 2525計算，那么它加固的高度應(yīng) 是 h=5h=5X tan2tan25 5二二, ,起不到預(yù)加固的作用，開挖到第二排將造成大量垮 塌，外插角定為 10102020較為合理，最佳角度為 1515。 關(guān)于小導(dǎo)管長度的討論：小導(dǎo)管來源于產(chǎn)生實踐，經(jīng)工程技術(shù)人員總結(jié)成為“隧道輔助措施超前小導(dǎo)管預(yù)加固” ，有些單位把它寫入 行業(yè)規(guī)范中，說明它的生產(chǎn)使用性很強。小導(dǎo)管長度應(yīng)由它穿過支護鋼架數(shù)的水平距離加除以它的水平夾 角(應(yīng)該是斜長)，也就是小導(dǎo)管的長度，能滿足同一排截面上的搭 接長度不小于 1m1m 的公認(rèn)規(guī)定。r-r-般小導(dǎo)管最大長度用穿

6、過三榀拱架來計算，也即使每隔兩榀拱架打入一排導(dǎo)管。 正常情況都是隔一排拱架打入一排導(dǎo)管； 圍巖自穩(wěn) 能力很差時， 每榀拱架都要打入一排導(dǎo)管， 同時它的外插角隨管長度 增加，外插角度相應(yīng)減小。小導(dǎo)管最大長度 L1=(3XL1=(3X +/C0S15=+/C0S15=取 4m4m小導(dǎo)管正常長度 L2=(2XL2=(2X +C0S18+C0S18 二二 C0S18C0S18 二二取 3m3m小導(dǎo)管特殊長度 L3=L3= (+ +) /COS20=23OS20=/COS20=23OS20=取工程預(yù)算定額小導(dǎo)管長度為 4m4m,外插角為 1515列入預(yù)算。. .關(guān)于小導(dǎo)管端部留不鉆注漿孔的討論：從圖一可

7、以看出架立靠掌子面的那榀鋼架不可能是緊貼的，有一 定噴護施工空間， 為使?jié){液不泄露就得有一定厚度的止?jié){墻， 小導(dǎo)管處注漿高度應(yīng) h=h=，它就會在此處以導(dǎo)管為中心擴散半徑為R R 的止?jié){ 圓柱，漿順著管徑向開挖面滲透成圓錐體，許多小導(dǎo)管打入并注漿， 就會形成止?jié){柱相切的外殼， 并和前次注漿相切， 通過開挖噴錨支護， 必然形成初期支護體系。2 2、小導(dǎo)管施工方法：. .在靠掌子面應(yīng)該打管棚的鋼架完成后， 用鑿巖機按設(shè)計外插角鉆孔，鉆孔深度超過鋼花管 5 57cm7cm,然后將鋼花管頂入孔內(nèi)，尾部與 鋼架焊接，鋼花管與開挖面鉆孔之間的縫隙用水泥砂漿填塞防止漏 漿。. .小導(dǎo)管注雙液漿,主要是雙液漿

8、凝固快,利于縮短開挖循環(huán)時間1 1）漿液配比：水灰比（） ： 1 1 的水泥漿,加適量濃度的水玻璃波美度為 3535 4040,水泥漿與水玻璃的體積比 1 1：0606 1 1：,注意需要 多少配制多少,配制的水泥漿存放不超過 8080 分鐘,雙液漿必須在初 凝之前用完。2 2）單根導(dǎo)管所需要注漿量的確定：注漿公式 Q=Q=nR2L(m(m3) )式中 Q Q單根導(dǎo)管注漿量（m m3）;R R漿液擴散半徑（導(dǎo)管中心間距的倍便于咬合）（m m）;L L導(dǎo)管長度（m m）;圍巖孔隙率（）;3 3）小導(dǎo)管注漿方法：注漿壓力 . .使用雙液漿機，將拌和好的水泥漿和水玻璃液，通過孔口管混 合注入小導(dǎo)管中

9、達到設(shè)計注漿量, 保持終壓時間 1 1 分鐘后,關(guān)閉閘閥, 完成單管注漿。使用自制牛角泵注漿優(yōu)點：靈活、經(jīng)濟、實用、容易操作。按水泥和水玻璃體積比,試驗出的漿液初凝時間配合比,先將拌 和好的水泥漿倒入牛角泵鋼桶內(nèi), 再按所需水玻璃量注入牛角泵鋼桶 稍加混合,蓋好密封蓋,接通高壓風(fēng)管,啟動高壓風(fēng)閘閥就可往導(dǎo)管 內(nèi)注漿，達到設(shè)計注漿量， 終止注漿，孔口加止?jié){塞就完成單管注漿。由于高壓風(fēng)管距開挖掌子面近，其壓力為, ,適應(yīng)小導(dǎo)管注漿所需 壓力，使用自制牛角泵注漿具備了它的許多優(yōu)勢。3 3、注漿安全注意事項：各種注漿泵都是高速運轉(zhuǎn)的壓縮機械作用于液體壓力高達 5Mpa5Mpa （牛角泵除外）注入的巖體

10、種類繁多，針對小導(dǎo)管注漿提出如 下安全注意事項：. .建立健全各種崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場交接制度；. .注漿現(xiàn)場操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)，持證上崗，必須佩戴安全帽、 防護眼鏡、口罩、手套等勞保用品，方可進行施工，漿液粘染皮膚， 立即用清水沖洗干凈。. .注漿泵及高壓管路、各種閥門管路、壓力表運行正常，接頭良好 方能進行施工。. .每次注漿前，開機壓水認(rèn)真檢查安全閥、壓力表并調(diào)整到規(guī)定的 壓力注漿限位，確保注漿質(zhì)量。. .注漿完畢，必須把遺留正在壓漿泵、高壓管內(nèi)漿液沖洗干凈，防 止?jié){液凝結(jié)在容器內(nèi)及高壓管內(nèi)。4 4、小結(jié)：注漿小導(dǎo)管來源于工程實踐，通過注漿擴散半徑圖解計算找出小導(dǎo)管最佳長度和外插角的關(guān)系； 隨著導(dǎo)管長度增加， 外差角度相應(yīng)減 小。小導(dǎo)管長度定為 4m4m,最佳外插角為 1515,基本上和行業(yè)預(yù)算定 額相符。作者：曹增福（ 1935-1935- ），男，高級工程師，主要從事地下工程施工，曾獲“國家科學(xué)進步特等”獎。注漿導(dǎo)管可以和格柵拱架組成預(yù)支護系統(tǒng)。注漿管一端插入未開 挖巖體中，另一端擔(dān)在格柵拱架上和注漿鋼管組成簡支梁組， 預(yù)支護 力增大；與大管棚相比靈活經(jīng)濟， 格柵拱周圍腹部空間被噴射混凝土 填充覆蓋，圍巖和鋼筋緊密粘結(jié)，形成一個剛度接近的共同變形體， 受力條件合理。小導(dǎo)管注漿不受