超前小导管是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,主要用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
1超前小导管是稳定开挖工作面的一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工中,超前小导管对松散岩层起到加固作用,注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性,有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定,不至于围岩失稳破坏直至坍塌。
2超前小导管注浆适用于隧道拱部软弱围岩,松散、无粘结土层、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石层级破碎岩层。
3通过超前小导管注浆能改变围岩状况及稳定性,浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后,能与之紧密接触并凝固。浆液以充填,劈裂等方式,置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置,经过一定时间凝结,将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个新结构,强度大,防水性能良好的固结体,使得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。
超前小导管注浆是在开挖前,先向掌子面斜上方或附近的围岩打入小钢管进行注浆,以改善围岩状况,保证掌子面稳定的方法。该方法对增加坑道围岩的稳定性是极为重要的,也对以后的结构安全有很大好处。
超前小导管注浆适用于中砂、粗砂、砾石层等孔隙率较大的松散地层。
由于浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后,不仅可将岩块或颗粒胶结为整体,达到加固作用,而且填塞了裂隙,阻隔了地下水向坑道渗流的通道,因此该工艺还具有堵水作用。因此,超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎围岩,也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。
施工方法
(1)按施工图小导管布设要求,测量放样小导管布设轮廓线,沿轮廓线在开挖面上准确标记本循环需要设的小导管孔位。
(2)钻孔
移动多功能作业台架就位,采用气腿式手风钻机进行钻孔,用人工或钻机将小导管顶入,钢管尾端外露足够长度,超前小导管外插角严格按施工图要求施做,尾部与钢架焊接在一起。超前小导管与线路中线方向大致平行。孔位钻设偏差不超过5cm,孔眼长大于小导管长。
(3)钢管加工及施工
导管的前端加工成圆锥形,并封焊严实,管身设溢浆孔,按梅花型排列,后端1m范围不设溢浆孔,管尾设一加固环。
(4)钢管插入及孔口密封处理,在小导管尾部安装止浆阀。
(5)钢管由专用顶头顶进,顶进钻孔长度90%管长。钢管尾端除焊上挡圈外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与钢支撑焊接在一起。钢管顶进时,注意保护管口不受损变形,以便与注浆管路连接。注浆前导管孔口先检查是否达到密封标准,以防漏浆。
(6)注浆
采用高压注浆泵压注浆,注浆压力为0.2~0.5Mpa,一般按单管达到施工图标示注浆量作为结束标准。当注浆压力达到终压不少于20min,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。