超前小導管在隧道超前支護施工中的應用研究

劉勇

（中交一公局第七工程有限公司，河南 鄭州451450）

隧道工程施工經常遇到一些復雜地質條件，在實際開挖支護期間提出許多要求。超前小導管是隧道工程施工中常見的一種方式，對該施工技術進行應用，可以加快工程的整體施工進度，提高工程質量。

1 工程概況

九綿高速公路水牛家隧道左洞長度為6069 米，右洞長度為6058 米，屬于特長隧道。因隧道出口為橋接隧，高差達到60 余米，因此不具備進洞條件，我標段采取斜井進洞方式施工隧道出口段，其中左洞3967m，右洞3936m。該隧道圍巖由泥盆系中統三河口組炭質板巖及板巖組成，泥質膠結，巖體破碎，穩定性較差，其中IV級圍巖占比43%，V級圍巖占比57%，施工時可見基巖裂隙滲水，多以滴流或線流形式出現，甚至出現大面積滲水、淋水的情況，該隧道累計共需穿越三條破碎帶，斷層破碎帶內巖體極破碎，為軟質巖，自穩能力差。超前小導管在該隧道工程施工中應用非常廣泛。

2 超前小導管原理

注漿原理就是在工作面周邊，依據指定角度，將小管直接打入到地層中，適當借助注漿泵壓力，從而利用小導管滲透，完成滲透后，漿液會及時擴散到裂隙或孔隙中，進而改變土地物理學性能。需要相關工作人員注意的是，該方法在具體應用期間，不僅可以起到止水效果，而且還能夠在工作面四周形成一個符合實際情況的承載殼[1]。此外，管體在具體應用期間能夠充當超前錨桿，這可以使圍巖自穩時間得到延長，圍巖松弛程度可以得到限制。小導管注漿施工流程如圖1 所示。

3 超前小導管工藝特點

超前小導管工藝在具體應用過程中的特點主要體現在以下幾個方面：

3.1 穩定性強，可靠性高，實際應用過程中具有良好的加固效果，在具體施工過程中，對該項工藝進行應用，能夠實現對工程施工注漿質量的合理控制，從而保證施工作業的順利進行，提高工程的最終質量。

3.2 在施工過程中可以對小型機械進行應用，不需要對施工配備專用設備，工程施工簡單，操縱起來相對比較容易，這也就縮短了工程的施工時長，確保工程建設能夠在工期內竣工[2]。

圖1 小導管注漿施工流程圖

3.3 導管與固結可以相互聯合，進而形成超前支護體系，這能夠使圍巖穩定性得到提升，從而避免在施工過程中，圍巖發生變形問題，這使工程施工的安全性得到進一步提升，降低了安全事故的發生幾率。

3.4 對超前支護手段進行合理應用，能夠大幅度縮短工程施工中的暗挖時長，確保了工程施工的安全性。

4 隧道超前支護施工對超前小導管技術應用的要點

4.1 做好測量放線作業

施工作業正式開始前，要對鉆孔位置進行精準放線，并且，在該過程中要做好相應的標記，從而保證日后鉆孔和復核等各項工作的順利開展。放線作業的核心內容就是確定超前小導管中心和超前小導管間的距離，確保間據數據的準確性，從而為后續施工作業的開展提供支持。

4.2 鉆孔作業

鉆孔施工作業開展前，要對施工中采用的鉆機進行定位，在該過程中，需要施工人員注意的是，鉆機定位要精準，要做好鉆孔核實，對鉆機鉆頭位置進行確定。在施工現場，可以采取掛線、全站儀、鉆桿導向相互結合的方案施工。在施工現場，為了能夠快速、合理的完成對超前小導管的安裝，并且要選擇直徑大小合理的鉆頭。針對圍巖穩定、均勻地段，在施工中可以實現一次成孔；對于圍巖地段較差地段，在鉆進期間，受周圍環境因素影響，可能會發生卡鉆、塌孔等各種不良現象。施工現場先進行注漿，以臨時加固圍巖后，再開展鉆孔作業。鉆機開鉆期間要保持低鉆低速風壓，在鉆孔位置準確、鉆機穩定后，依據地質的具體情況，對施工中采用的鉆機的鉆進速度，風壓進行調整，確保鉆進作業的順利進行。鉆進作業開展期間，要利用測斜儀對鉆孔的方向進行準確測量，在該過程中，要依據鉆機在鉆進期間，發生的各種情況，對成孔質量情況進行準確判斷，同時，要對鉆進作業中出現各項安全事故進行科學處理。完成鉆孔作業后，要做好清孔和驗孔作業。

4.3 加工小導管

制作小導管前，要清理干凈表面的各種雜物，超前小導管管體須用鉆機加工成φ8 mm的注漿孔，工程施工中的注漿孔的間據應當控制在0.3m，并且，各種注漿孔應當程梅花形，完成注漿后，要將施工作業中，產生的鐵屑全部都清除掉，并且要將注漿孔磨平，從而為后續施工作業的順利進行，以及提高工程質量提供強有力的支持。

4.4 搬運與安裝

搬運小導管是工程施工中一項重要內容，在搬運小導管時，為了避免發生安全事故，必須輕拿輕放，并且，不斷敲擊小導管。搬運小導管時，必須采取合理措施對小導管進行保護，避免其發生變形，若發現小導管發生了變形，不得在施工中對其進行應用，要對變形的小導管進行重新加工，使其恢復垂直，再將其應用到工程施工。安裝小導管前，要檢查鉆孔質量，并且，施工人員要清除孔內的土、碎石。完成鉆孔后，要立即進行小導管安裝。

4.5 注漿作業

完成小導管安裝后，要進行壓水試驗。對于工程施工中采用的水泥漿液，應當采用拌合桶配制，在進行水泥漿配置時，施工人員要做好相應的防護工作，避免雜物進入到水泥漿液中，完成水泥漿液配置后，進行過濾。工程施工期間，為了加快注漿速度，使設備在施工中的應用效率可以得到進提升，可以采取群管方式進行注漿，考慮到工程的實際情況，每一次注漿要采用3-5 根導管。注漿作業開展時應當堅持由下到上方式進行，并且，要堅持無水原則。止漿環安裝要在注漿前進行，要保證止漿環連接的可靠性和密封性。超前小導管孔要設施排氣孔，完成超前小導管安裝后，要及時注漿；水泥漿液在應用過程中要即拌即用，對于已經達到初凝的水泥漿液不得使用；為了確保施工中采用的水泥漿的質量可以達到要標準，對施工中采用的水泥漿液，要嚴格依據實際情況進行配比，確保后續施工作業中采用的水泥漿液質量能夠達到要求標準；完成注漿后，要利用鐵錘愛情敲擊鋼管，若在該過程中，發生敲擊聲音清脆、響亮，則表明管內漿液未填滿，此時，為了保證工程質量，要補漿或重新注漿；若敲擊發生的響聲是沙啞、低沉，表明完成了注漿。

注漿作業開展期間常見異常情況的處理措施如下：（1）串漿現象是注漿施工中常見的一種現象，主要指的是，在進行注漿作業進行時，孔中的漿液會從其它孔中流出，進而對工程施工作業的開展造成不良影響。在施工期間，一旦發生串漿，要及時對施工中出現中的串漿孔進行封堵，當需要對該孔進行注漿時，拿出堵物。（2）注漿期間，若注漿壓力突然變大，這可能是由于導管發生堵塞造成的，因此，要停止注漿作業，要做好相應的檢查工作。在注漿期間發生了堵管，要敲擊鋼管，或滾動鋼管，進而保證漿液在漿管中流動的暢通性。如果在施工中，采取上述處理方式，若注漿管仍然無法疏通，此時要補管。（3）注漿期間，會出現孔內漿量過大，或者壓力長時間無法升高的情況，針對這一問題，要對漿液的具體濃度情況，以及配合比情況進行適當調整，合理縮短膠凝時間，采用小泵量，通過低壓方式進行注漿，為凝膠提供便利條件。

結束語

超前小導管注漿技術在具體應用過程中具有很多優勢，這也使該項技術得到了廣泛應用，并且取得了不錯的應用效果。在隧道超前支護施工中對超前小導管支護施工技術進行應用，為了使工程的施工質量得到進一步提升，要做好鉆孔及注漿作業。