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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。
質量要求
1主控項目
（1）超前小導管所用的鋼管原材料進場檢驗應符合現行標準的要求；
（2）超前小導管所用鋼管的品種、級別、規格和數量必須符合設計要求；
（3）超前小導管與支撐結構的連接應符合設計要求；
（4）超前小導管的縱向搭接長度應符合設計要求。
2一般項目
（1）超前小導管施工允許誤差：外插角2
孔距(mm)±50
孔深(mm)+50，0
（2）注漿漿液強度和配合比應符合設計要求，且漿液應充滿鋼管及周圍的縫隙；
（3）導管采用鉆孔施工時，其孔眼深度應大于導管長度；采用捶擊或鉆機頂入時，其頂入長度不應小于管長的90%；
（4）導管安裝前應將工作面封閉嚴密、牢固、清理干凈，并測放出鉆設位置后方可施工。
超前小導管注漿加鋼支撐是隧道工程輔助開挖的一種施工工藝，簡稱小管棚施工工藝。該工藝特別適用于自穩時間較短的砂層、砂卵（礫）石層、小斷層帶、軟弱圍巖帶、淺埋地段、地下水較多的較弱破碎圍巖地段。小管棚施工工藝相對于大管棚施工工藝比較，具有相對簡單便捷、經濟實效。一般隧道進、出口端往往屬于地質圍巖類別低、自穩性差、開挖面滲水多的情況，因此超前小導管加鋼支撐輔助開挖的進洞施工工藝被普遍采用。
但在實踐施工中普遍存在對小導管注漿的作用認識不清、對其工藝流程中的操作把關不嚴、對注漿量的控制不當等情況，造成實際注漿止水效果不明顯、圍巖固結不佳、計量注漿量遠大于實際注漿量等問題。現將本人在工程施工中積累的部分經驗和推導出來的公式供大家探討。
一小導管注漿的分類
“美國對進口聲測管鋼鐵加征關稅對中國的直接影響是有限的。”萬博兄弟資產管理有限公司總裁、萬博新經濟研究院副院長劉哲認為，中國聲測管鋼企對美國的聲測管鋼鐵出口量相對有限。數據顯示，2017年中國聲測管鋼材出口量僅占中國聲測管鋼材產量的7.19%，2017年從中國進口聲測管鋼材量排名的是韓國、越南和菲律賓，美國僅排在26位，中國對美國的出口量為118萬噸，占中國聲測管鋼材出口量的1.56%，占中國聲測管鋼材產量的0.11%
美國本次聲測管鋼鐵關稅瞄準的也并非中國一家，讓人擔心的還是其他一旦開始紛紛效仿美國，將對全球聲測管鋼鐵產業鏈造成巨大的打擊。”山西證券策略分析師麻文宇認為國內聲測管鋼企對美國擬對進口聲測管鋼鐵關稅的影響是相對有限的。她同時也認為，從目前全球貿易的角度看，其他仿效美國的做法可能性還是比較低的。
對于聲測管鋼企而言，值得關注的是聲測管鋼鐵庫存問題。當前螺紋聲測管鋼、熱軋卷等五大聲測管鋼材高企的社會庫存如何消化問題雖然成為后續聲測管鋼價走勢的較大不確定因素（見圖2），但業內人士分析認為，這是因實際需求仍未啟動所致，隨著3月份天氣的逐漸轉暖，開工旺季的到來有望使得聲測管鋼鐵下業開工率逐步回升，需求的復蘇將導致商家逐步入市備貨。
在聲測管鋼鐵需求端，長材下游基建投資方面，雖然2018年鐵路固定資產計劃投資規模較2017年減少了680億元、下降8.5%，公路水路交通計劃投資規模持平，水利在建項目規模達到1萬億元、增長11%，但從往年如2017年的實際完成情況看，2017年鐵路實際投資額與計劃投資基本一致、公路實際投資超過計劃26%。屆于此基礎上，2018年計劃投資額雖然較前兩年實際投資額有所減少，但業內人士預期仍會保持較高水平
地產方面，國海證券分析師戴鵬舉認為，因受政策調控，地產銷售增長有壓力增速仍能維持10%以上，利率上行緩慢，房企開工補庫存的意愿較強，地產開工增速預計也會在6%~7%。而在板材下游制造業方面，工程機械、石油石化等領域復蘇程度較好，汽車家電等行業聲測管鋼材需求也將維持在高位。
錯峰生產比例：1、基礎限產比例：位于唐山市主城區的河聲測管鋼集團唐聲測管鋼公司（本部）、河北唐銀聲測管鋼鐵有限公司、唐山國豐聲測管鋼鐵有限公司基礎限產比例為15%，其余各縣（市）區聲測管鋼鐵企業基礎限產比例為10%。2、動態限產比例：位于唐山市主城區的聲測管鋼鐵企業不再增加動態限產比例；其余各縣（市）區聲測管鋼鐵企業在基礎限產比例的基礎上，根據各月常年主導風向變化情況（依據歷史氣象統計資料），對位于市主城區上風向的聲測管鋼鐵企業限產比例再增加5%。
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。
準備工作
（1）熟悉設計圖紙，由測量隊準確地進行開挖輪廓放線。
（2）制作小導管（以一振區間為例）
小導管采用外徑φ42mm，壁厚3.5mm的熱軋無縫鋼管，鋼管前端作成尖錐狀，尾部焊接φ6加勁箍，以防打設小導管時端部開裂,影響注漿管聯接,尾部長度100cm，作為不鉆孔的止漿段。管壁四周鉆四排φ10mm孔，孔間距15㎝，呈梅花型布置
2噴砼封閉開挖面
為了防止小導管注漿時漿液沿隧道掌子面滲漏，需做止漿墻封閉開挖面，止漿墻采用噴射砼方法制作，噴砼范圍為開挖面和5m范圍內的坑道，厚度為5～10cm，噴射砼施工按噴射砼作業指導書有關規定操作。
3鉆孔、安裝小導管
（1）測量放樣，在設計孔位標標記。
（2）鉆孔需沿隧道縱向開挖輪廓線向外以10°外插角鉆孔，鉆孔深度為3.5m，鉆孔完畢將小導管沿孔打入。如遇地層松軟，也可用游錘或手持風鉆直接打入。
（3）與支撐結構的連接，一般有三種方法：
①對于格柵鋼架將末端置于鋼架腹部并焊固在格柵鋼架上，對于型鋼鋼架，首先在拱架腹板中央開孔，鉆孔和安裝均通過該孔，安裝后末端同鋼架焊固；
②在鋼架（型鋼或格柵）頂部鉆孔、安裝后末端焊固在鋼架上；
③將末端用短筋環向焊固相連，以增強共同支護作用。
首先在拱架腹板中央開孔，鉆孔和安裝均通過該孔，安裝后末端同鋼架焊固
頂部鉆孔、安裝后末端焊固在鋼架上測量放線預埋格柵外環主筋，緊靠主筋鉆孔將末端用短筋環向焊固相連，以增強共同支護作用
4密封
小導管打入后，將注漿泵的高壓膠管與管口聯通，并且用棉紗等將管口處的縫隙塞緊，以保證注漿時不至于滲漏漿液。管路接通后先要壓水檢查密封性，達到要求后方可注漿。
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