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超前小導管注漿
超前小導管施工工藝
時間：2018-05-29
超前小導管注漿技術是隧道淺埋暗挖的一種支護措施，在隧道的軟弱破碎地層、穿越淺埋段、沙層段、洞口偏壓段、斷層破碎帶及砂卵石段等不良地段施工中發揮著重要的作用。本文分析了隧道超前小導管注漿的基本原理與設計參數、小導管注漿具體施工工藝、質量要求及注意事項。
超前小導管注漿
1工藝原理
（1）小導管超前注漿的基本原理是：
在工作面周邊按一定角度將小導管打（鉆、壓）入地層中，借助注漿泵的壓力，使漿液通過小導管滲透，擴散到地層孔隙或裂隙中，以改善土體物理力學性能，這樣既可止水又可在工作面周圍成一個承載殼——地層自承拱，同時管體又可起到超前錨桿的作用，從而達到增加土體的自穩時間、提高開挖面地層自穩能力、限制地層松弛變形的目的。
（2）小導管超前注漿固結原理可歸納為以下兩種：
①滲入性注漿，對于具有一定孔隙或裂隙受擾動或破壞的圍巖，在注漿壓力作用下，漿液克服流動的各種阻力，滲入圍巖的孔隙或裂隙中，達到地層加固的目的。
②劈裂、壓密注漿，對于致密的土質地層，在較高的漿液壓力作用下，裂隙被擠開，使漿液得以滲入，形成脈狀水泥漿脈，漿液在圍巖分布形成以鋼管為主干的樹枝，凝固后的漿液挾持、網罩被壓密的土體，起到固結作用。
2工藝特點
（1）形成了管棚與固結聯合的超前支護體系，提高巖體自身的穩定性，抑制圍巖松弛變形，增強了施工的性。
（2）加固效果穩妥可靠，注漿質量易于控制。
（3）采用超前支護手段，通過調整凝固時間，可大大縮短暗挖工序時間。
（4）采用常用小型機械施作，無需配備專用設備，工藝操作簡便，一般工地都可掌握。
設計參數
小導管注漿支護的一般參數如下：鋼管直徑30 - 50mm鋼管長3 - 5m，鋼管鉆設注漿孔間距為100 - 150 mm，鋼管沿拱的環向布置間距為300 - 500 mm．鋼管沿拱的環向外插角為5°一15°，小導管是受力桿件，因此兩排小導管在縱向應有一定搭接長度，鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m .注漿材料：一般采用水泥砂漿（水灰比0.5～1）；當圍巖破碎，巖體止漿效果不好時，可采用水泥-水玻璃雙液漿。
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注漿量計算
小導管注漿單管漿液擴散半徑一般為0.5~1.0m。這與深孔超前圍幕注漿的擴散半徑2~4m（管徑Ф75~Ф110mm、注漿壓力為1.5~4Mpa）有明顯區別，故《隧道施工規范》中的注漿量計算公式（如下）不能作為小導管注漿量的估算公式：
V1=π╳R2╳H╳η╳α╳β ┈┈┈┈公式（1）
V1為注漿量（m3）；R為擴散半徑（m）；H為注漿管有效長度（m）；η為地層孔隙率；α為注漿系數0.7~0.9；β為漿液損耗系數1.1~1.4。
查閱參考資料注2，以下計算公式相對符合實際單孔注漿量：
V2=π╳R2╳c╳η=π╳[(0.6~0.7) ╳s]2╳L╳η ┉┉┈┈公式（2）
V2為注漿量(m3) ;S為小導管中心距離(m); L為小導管有效長度(m); R為考慮到注漿范圍相互重疊的原則，擴散半徑取（0.6~0.7）╳s（m）；η巖體孔隙率%：Ⅱ類3~5%，Ⅲ類硬巖3~5%、軟巖2~3%，Ⅳ類硬巖2~3%，軟巖1~2%。
實際施工中因鉆孔偏差或鉆眼內的地質原因，注漿液竄漿或跑漿經常出現，每個注漿管內的注漿量很不均勻，因此理論單眼注漿量尚不能作為注漿的一個嚴格控制指標，應以整排小導管的理論推算總量作為上下范圍的控制指標。故按整排小導管上下各0.5~1 m范圍的巖土體內均已注漿填充考慮，應以下列公式估算注漿總量：（見圖示1）
V3=(π╳θ/360+2T/ R)╳[(R+T) 2 -(R-T) 2]╳η╳L╳β+ Q ┈┈┈公式（3）
V3為注漿量(m3) ;θ為拱部小導管布設范圍相對于圓心的角度；R為小導管位置相對于圓心的半徑； T為漿液擴散半徑0.5~1 m；L為小導管有效長度(m)；η巖體孔隙率%：Ⅱ類3~5%，Ⅲ類硬巖3~5%、軟巖2~3%，Ⅳ類硬巖2~3%，軟巖1~2%；β為漿液損耗系數1.1~1.4；Q為小導管的容積 (m3)。
V3 理論注漿量應是一個注漿量控制范圍值。在R、L、Q固定的條件下，以小的擴散半徑0.5 m、該類圍巖小的巖體孔隙率、漿液損耗系數代入公式得小理論注漿量V3min, 以大的擴散半徑1m、該類圍巖大的巖體孔隙率、漿液損耗系數代入公式得大理論注漿量V3max。 同理可推算同一斷面的上下雙排或多排小導管一次注漿的總量。
注漿管是一種預埋注漿管系統，用于混凝土中的施工縫、冷接縫、管子滲縫、地墻之間空隙等處的密封。在新和舊混凝土的接縫之間安裝注漿管是非常合適的。當水滲入接縫時，可以通過設定在表面的PVC端口注入漿液加以封堵這種方法可以密封接縫。合適的注漿時間可以選擇在混凝土養護結束后進行注漿。滲漏接縫同樣也可以用這方法做成密封。
一次性注漿管只能注漿一次，不可重復使用。
●優點:
1.安裝簡單，成套提供;
2.可以在施工現場，根據接縫的實際需求長度截取注漿管(長的注漿出口長度不要超過6米);
3.不需要特殊的安裝設備;
4.注漿時間可以任意選擇;
5.當在適當的壓力作用下往內注漿時，其漿注漿管液可以保持均勻地充滿整個的管子;
6.系統容許在相對較低壓力下注漿;注漿壓力為0.2-0.4Mpa。
7.安裝并不會影響建筑注漿管物自身特性;
8.安裝或注漿過程并不會危害混凝土;
9.注漿后可以確保密封;
10.如果不滲漏，可以不要注漿。
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