1、.隧道輔助工程措施超前小導管預加固容摘要：超前小導管預加固是指預先打入拱部邊超前斜向設置較密的注漿小導管，小導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構。關鍵詞：小導管預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，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， 未見第四紀斷裂發育， 線路區屬新構造運動慢抬升區，屬新構造運動的相對穩定區。線路歷史上曾發生過多次地殼運動，構造形跡錯綜復雜、褶皺、斷層均較發育， 但未曾發生過 7 級以上地震， 斷層近期未見活動， 故為穩定斷層。該路段設計時速

2、80Km/h ，為雙向四車道，分離式隧道共有六座隧道折合雙向單洞 12Km ，占線路總長的 14%，其中開沖隧道、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的斷層破碎帶、 沙土層、砂質軟弱圍巖等提出超前小導管預加固措施。從設計勘察資料上可以看出線路地層以砂巖、泥質粉砂巖夾頁巖為主，圍巖整體性較差，均勻性好，砂巖的破碎隙率大，特別適用于常規小導管超前預加固。建議洞口加強段原打大管棚過長段，改為1520m 打大管棚，余下變更為超前小導管預加固措施段。1、小導管預加固的基本原理：小導管預加固注漿是根據新奧法原理，應用巖體力學理論，以維w.護和利用圍巖自承力為基點，

3、采用超前預支護注漿小導管和鋼架、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控量測來指導隧道工程設計施工法和原則。1.1 超前小導管的注漿半徑與受力結構圖（一）w.1.2 小導管的構造小導管一般采用直徑為 42mm ，壁厚=4mm熱軋無縫鋼管加工制成，長度 2.54.0m ，外插角 820，小導管的環向間距3540cm, 兩組小導管間搭接長度不小于1m 。小導管端部用 6mm 鋼筋箍加固，留長 1.2m 不鉆注漿，為的是不漏漿液作用， 中間鉆有6mm的注漿，呈梅花形布置，前端成錐形，尾部長度不小于30cm ，不需要鉆，作為不

4、鉆注漿的預留止漿段，小導管花管制造見圖二（本圖除注明外其余均以厘米計）。2504001.3 關于小導管外插角：從圖（一）分析可以看出當外插角過小時，開挖后就會把預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，達不到小導管超前預支護的目的，開挖后小管棚擴散半徑下無法加固到位，易出現脫落掉塊，甚至塌，超挖量不可控制。有些行業規限度外插角可到30 是沒有道理的。 如按小導管 5m ，外插角 25 計算，那么它加固的高度應是 h=5 tan25=2.33m,起不到預加固的作用，開挖到第二排將造成大量垮塌，外插角定為1020較為合理，最佳角度為15。1.4.關于小導

5、管長度的討論：小導管來源于產生實踐，經工程技w.術人員總結成為“隧道輔助措施超前小導管預加固” ，有些單位把它寫入行業規中，說明它的生產使用性很強。小導管長度應由它穿過支護鋼架數的水平距離加 1.2m 除以它的水平夾角（應該是斜長） ，也就是小導管的長度，能滿足同一排截面上的搭接長度不小于 1m 的公認規定。一般小導管最大長度用穿過三榀拱架來計算，也即使每隔兩榀拱架打入一排導管。 正常情況都是隔一排拱架打入一排導管；圍巖自穩能力很差時，每榀拱架都要打入一排導管，同時它的外插角隨管長度增加，外插角度相應減小。小導管最大長度L1=(3 0.8+1.2)/COS15=3.6/0.9659=3.8m，

6、取 4m小導管正常長度L2=(2 0.8+1.2)COS18=2.8/COS18=2.9m，取3m小導管特殊長度L3=（0.8+1.2 ）/COS20=2/COS20=2.1m，取2.5m工程預算定額小導管長度為4m ，外插角為 15列入預算。1.5.關于小導管端部留1.2m 不鉆注漿的討論：從圖一可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， 為使漿液不泄露就得有一定厚度的止漿墻，小導管1.2m 處注漿高度應 h=1.2tan15=0.32m，它就會在此處以導管為中心擴散半徑為 R 的止漿圓柱，漿順著管徑向開挖面滲透成圓錐體，多小導管打入并注漿，就會形成止漿柱相切的外殼，

7、 并和前次注漿相切，w.通過開挖噴錨支護，必然形成初期支護體系。2、小導管施工法：2.1.在靠掌子面應該打管棚的鋼架完成后，用鑿巖機按設計外插角鉆，鉆深度超過鋼花管 57cm ，然后將鋼花管頂入，尾部與鋼架焊接，鋼花管與開挖面鉆之間的縫隙用水泥砂漿填塞防止漏漿。2.2.小導管注雙液漿，主要是雙液漿凝固快，利于縮短開挖循環時間（1）漿液配比：水灰比（ 0.6 1.0）：1 的水泥漿，加適量濃度的水玻璃波美度為 3540 ，水泥漿與水玻璃的體積比 1：061：0.8，注意需要多少配制多少，配制的水泥漿存放不超過 80 分鐘，雙液漿必須在初凝之前用完。（2）單根導管所需要注漿量的確定：注漿公式 Q=

8、 R2 L(m 3 )式中 Q 單根導管注漿量 (m 3)；R漿液擴散半徑（導管中心間距的0.7 倍便于咬合）（m ）；L導管長度（ m ）；圍巖隙率（%）；（3）小導管注漿法：注漿壓力0.50.7Mpa.使用雙液漿機，將拌和好的水泥漿和水玻璃液，通過口管混合注入小導管中達到設計注漿量，保持終壓時間1 分鐘后，關閉閘閥，完成單管注漿。w.使用自制牛角泵注漿優點：靈活、經濟、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， 再按所需水玻璃量注入牛角泵鋼桶稍加混合，蓋好密封蓋，接通高壓風管，啟動高壓風閘閥就可往導管注漿，達到設計注漿量，終止注漿，

9、口加止漿塞就完成單管注漿。由于高壓風管距開挖掌子面近， 其壓力為 0.50.7Mpa, 適應小導管注漿所需壓力，使用自制牛角泵注漿具備了它的多優勢。3、注漿安全注意事項：各種注漿泵都是高速運轉的壓縮機械作用于液體壓力高達0.55Mpa （牛角泵除外）注入的巖體種類繁多，針對小導管注漿提出如下安全注意事項：3.1.建立健全各種崗位責任制，格執行現場交接制度；3.2.注漿現場操作人員必須經過培訓，持證上崗，必須佩戴安全帽、防護眼鏡、口罩、手套等勞保用品， 可進行施工， 漿液粘染皮膚，立即用清水沖洗干凈。3.3.注漿泵及高壓管路、各種閥門管路、壓力表運行正常，接頭良好能進行施工。3.4.每次注漿前，

10、開機壓水認真檢查安全閥、壓力表并調整到規定的壓力注漿限位，確保注漿質量。3.5.注漿完畢，必須把遺留正在壓漿泵、高壓管漿液沖洗干凈，防止漿液凝結在容器及高壓管。4、小結：w.注漿小導管來源于工程實踐，通過注漿擴散半徑圖解計算找出小導管最佳長度和外插角的關系； 隨著導管長度增加， 外差角度相應減小。小導管長度定為 4m ，最佳外插角為 15 ，基本上和行業預算定額相符。注漿導管可以和格柵拱架組成預支護系統。注漿管一端插入未開挖巖體中，另一端擔在格柵拱架上和注漿鋼管組成簡支梁組， 預支護力增大；與大管棚相比靈活經濟， 格柵拱圍腹部空間被噴射混凝土填充覆蓋，圍巖和鋼筋緊密粘結，形成一個剛度接近的共同變形體，受力條件合理。小導管注漿不受施工空間限制，特別是在隧道開挖任一部分不需要提供工作室， 體現技術先進、 安全、可靠、