隧道小导管施工技术及控制----以龙昌隧道工程为例

               隧道小导管施工技术及控制----以龙昌隧道工程为例

付鹏,张学文,张志伟

中交第二公路工程局有限公司 陕西西安 710068

摘要：以贵黄高速龙昌隧道施工为实例，详细介绍了龙昌隧道小导管实际施工过程，提出对小导管施工的质量控制。本篇论文写于2023年3月。

关键词：公路隧道、小导管，钻孔，注浆、围岩

1  工程介绍

龙昌隧道位于贵州龙昌镇，隧道全长2383米；隧道设计净宽14米，净高5米。隧址区属于构造剥蚀中低山地貌，地势复杂多变。隧道进口出露强-中风化石英砂岩，隧道出口段为浅埋偏压段，围岩为强-中风化岩石，岩体破碎拱顶易坍落，侧壁易变形，垂直节理裂隙发育，坡体稳定性差。围岩级别为V、IV级，本隧道采用两端进洞，明暗交界处采用双排小导管为超前支护，洞身开挖时，对于IV级围岩段采用注浆小导管作为超前支护；

     超前小导管注浆加钢支撑是隧道工程辅助开挖的一种施工工艺，该工艺特别适用于自稳时间较短的小断层带、软弱围岩带、浅埋地段、地下水较多的较弱破碎围岩地段。具有相对简单便捷、经济实效。

2  超前小导管施工

本隧道超前小导管设置在IV级围岩开挖段，钢管采用外径42mm，壁厚3.5mm，长450cm的热轧无缝钢管。钢管前端为锥形，尾部焊上ф6.5加劲箍，在管壁四周钻Φ6mm压浆孔，尾部1米不设压浆孔，钢管环向间距约35cm，导洞环向间距为40cm，小导管外插角控制在12度，尾端支撑于钢架上，也可焊接于系统锚杆的尾端，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土，架设钢架，初期支护完成后，隔3m再打另一排，每排小导管纵向至少需搭接1m。小导管示意图如图1所示，超前小导管施工流程见图2.

图1   超前小导管大样图

图2 超前小导管施工工艺流程图

2.1  小导管安装

⑴测量放样，在设计孔位上做好标记，用凿岩机按照设计外插角度钻孔，孔径较设计导管管径大20mm以上。

⑵成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。

2.2  注浆

     采用KBY-50/70注浆泵压注水泥浆。注浆前先喷射混凝土5～10cm厚封闭掌子面，形成止浆盘。注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到1 Mpa.，持续注浆15min,即可结束。施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。小导管注浆如图3

    注浆参数可参照以下数据进行选择：

注浆压力：一般为0.5～1.0Mpa；水泥浆水灰比：1:1；水玻璃浓度：35波美度；模数2.4

2.3  注浆异常现象处理

⑴串浆时及时堵塞串浆孔。

⑵泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。

⑶进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整水泥浆浓度及配合比，缩短胶凝时间。

                          图3，小导管注浆示意图

3 施工控制注意事项

（1）注浆前应对开挖面层及附近5m范围内的坑道喷射厚度为5~10cm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；

（2）安装注浆管时，应在注浆管与孔口岩面相交处用麻丝缠绕和胶泥（水玻璃与水泥）填塞，使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧，实现注浆管的止浆和固定。

（3）及早、准确地做好各种试验配合比，严格控制各种材料用量，精确配制混合料；

（4）浆液应先经过过滤网过滤，防止杂物进入注浆泵或进入小导管；

（5）注浆时应先注无渗水孔，后注有渗水孔；

（6）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，以利浆液进一步渗缝；

（7）一个导管注浆时，相邻导管应打开止回阀让原来管内贮存的裂隙水从相邻的导管流出，当相邻的导管内流出浓浆时停止注浆，关闭相邻管的止回阀，再待达到控制压力时关闭该管的止回阀。然后在相邻管接上注浆软管，打开止回阀进行补压注浆，待达到控制压力时停止压浆关闭该止回阀；

（8）配制的浆液应在规定的时间内用完；反对用数水泥袋法计量总体注浆量，因为水泥的用量不能准确反映注入岩体的浆液体积与剩余在导管、设备、容器中的浆液体积。注浆时应认真记录注浆机吸管头容器原有浆液体积、中间加入的浆液体积和容器最终剩余浆液体积，严格把握实际注入岩体的总体注浆量。

4 注浆量控制的重要性

（1）通过对超前小导管注浆的浆液特性的了解以及对施工工艺的严格控制，以使岩体实际注入必要的浆液，以保证围岩达到预期的固结强度和止水效果；同时如果注浆量异常超标时，则可以预先推测围岩地质条件的变异，从而可事先调整以后的施工工艺。因此通过实际注浆量和理论注浆量的比较，可有效地评估实际注浆质量和止水效果；

（2）通过注浆量理论计算的总量控制，可以促进实际工地注浆量的现场计量把关，杜绝因施工技术人员盲目套用不适当公式而导致计量注浆量明显偏高，造成业主支付不必要的、不符合实际的工程款。   

小结

隧道施工地质条件是各不相同，采用超前小导管注浆工艺的设计参数也是多种多样的，笔者仅将在施工中获得的一点经验与体会予以总结，供各位同行与专家参考，以期共同提高目前隧道超前小导管注浆的施工质量和计量控制水平，不当之处望予以批评指正。

参考文献：

（1）：公路隧道施工技术规范（JTJ F60—2009）

（2）：公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)

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