隧道辅助工程措施超前小导管预加固

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1、隧道辅助工程措施超前小导管预加固内容摘要：超前小导管预加固是指预先打入拱部周边超前斜向设置较密的注浆小导管，小导管外露端支于钢拱架上。开挖后与锚喷相匹配，形成较强的围岩、注浆小导管、钢架、锚喷相组合的受力体系，成为上台阶开挖拱部初期支护受力结构。关键词：小导管预加固牛角泵外插角引言：隆百高速公路位于广西西北部山区，地处云贵高原东南边缘，喜马拉雅山运动以差异性抬升为主，未见第四纪断裂发育，线路区属新构造运动慢抬升区，属新构造运动的相对稳定区。线路历史上曾发生过多次地壳运动，构造形迹错综复杂、褶皱、断层均较发育，但未曾发生过7级以上地

2、震，断层近期未见活动，故为稳定断层。该路段设计时速80Km/h，为双向四车道，分离式隧道共有六座隧道折合双向单洞12Km，占线路总长的14%，其中开冲隧道、委见隧道、米花岭隧道成为全线控制工期的重点工程，为加快施工进度对隧道可能出现的断层破碎带、沙土层、砂质软弱围岩等提出超前小导管预加固措施。从设计勘察资料上可以看出线路地层以砂岩、泥质粉砂岩夹页岩为主，围岩整体性较差，均匀性好，砂岩的破碎孔隙率大，特别适用于常规小导管超前预加固。建议洞口加强段原打大管棚过长段，改为15～20m打大管棚，余下变更为超前小导管预加固措施段。1、小导管

3、预加固的基本原理：7小导管预加固注浆是根据新奥法原理，应用岩体力学理论，以维护和利用围岩自承力为基点，采用超前预支护注浆小导管和钢架、锚喷混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的监控量测来指导隧道工程设计施工方法和原则。1.1超前小导管的注浆半径与受力结构图（一）71.2小导管的构造小导管一般采用直径为φ42mm，壁厚=4mm热轧无缝钢管加工制成，长度2.5～4.0m，外插角8～20°，小导管的环向间距35～40cm,两组小导管间搭接长度不小于1m。小导管端部用φ6

4、mm钢筋箍加固，留长1.2m不钻注浆孔，为的是不漏浆液作用，中间钻有φ6mm的注浆孔，呈梅花形布置，前端成锥形，尾部长度不小于30cm，不需要钻孔，作为不钻孔注浆孔的预留止浆段，小导管花管制造见图二（本图除注明外其余均以厘米计）。250～4001.3关于小导管外插角：从图（一）分析可以看出当外插角过小时，开挖后就会把预加固的围岩部分开挖掉，如不开挖掉，就放不了钢架，造成不必要的浪费；反之，外插角过大，达不到小导管超前预支护的目的，开挖后小管棚扩散半径下无法加固到位，易出现脱落掉块，甚至塌方，超挖量不可控制。有些行业规范限度外插角可

5、到30°是没有道理的。如按小导管5m，外插角25°计算，那么它加固的高度应是h=5×tan25=2.33m,起不到预加固的作用，开挖到第二排将造成大量垮塌，外插角定为10～20°较为合理，最佳角度为15°。1.4.关于小导管长度的讨论：小导管来源于产生7实践，经工程技术人员总结成为“隧道辅助措施超前小导管预加固”，有些单位把它写入行业规范中，说明它的生产使用性很强。小导管长度应由它穿过支护钢架数的水平距离加1.2m除以它的水平夹角（应该是斜长），也就是小导管的长度，能满足同一排截面上的搭接长度不小于1m的公认规定。一般小导管最大长

6、度用穿过三榀拱架来计算，也即使每隔两榀拱架打入一排导管。正常情况都是隔一排拱架打入一排导管；围岩自稳能力很差时，每榀拱架都要打入一排导管，同时它的外插角随管长度增加，外插角度相应减小。小导管最大长度L1=(3×0.8+1.2)/COS15=3.6/0.9659=3.8m，取4m小导管正常长度L2=(2×0.8+1.2)COS18=2.8/COS18=2.9m，取3m小导管特殊长度L3=（0.8+1.2）/COS20=2/COS20=2.1m，取2.5m工程预算定额小导管长度为4m，外插角为15°列入预算。1.5.关于小导管端部留1

7、.2m不钻注浆孔的讨论：从图一可以看出架立靠掌子面的那榀钢架不可能是紧贴的，有一定喷护施工空间，为使浆液不泄露就得有一定厚度的止浆墙，小导管1.2m处注浆高度应h=1.2tan15=0.32m，它就会在此处以导管为中心扩散半径为R的止浆圆柱，浆顺着管径向开挖面渗透成圆锥体，许多小导管打入并注浆，就会形成止浆柱相切的外壳，并和前次注浆相切，通过开挖喷锚支护，必然形成初期支护体系。2、小导管施工方法：2.1.7在靠掌子面应该打管棚的钢架完成后，用凿岩机按设计外插角钻孔，钻孔深度超过钢花管5～7cm，然后将钢花管顶入孔内，尾部与钢架焊接

8、，钢花管与开挖面钻孔之间的缝隙用水泥砂浆填塞防止漏浆。2.2.小导管注双液浆，主要是双液浆凝固快，利于缩短开挖循环时间（1）浆液配比：水灰比（0.6～1.0）：1的水泥浆，加适量浓度的水玻璃波美度为35～40，水泥浆与水玻璃的体积比1：06～1：0