隧道施工中小导管注浆技术应用

隧道施工中小导管注浆技术应用

董如宽

董如宽

中弘控股股份有限公司北京市100024

摘要：近年来，在城市建设高速发展的背景下，隧道施工的数量在不断增加，而小导管注浆技术的应用也愈加广泛。隧道小导管注浆具有超前支护作用，是不良地质条件下地下工程施工常用的一种开挖辅助措施。采用小导管注浆超前支护，在隧道开挖、控制地表下沉等方面发挥了重要作用。基于此，本文将结合隧道施工的工程案例，以测量放线、加工小导管、安装小导管、注浆与应用效果检查为切入点，深入探究小导管注浆技术在隧道施工中的应用，旨在能够充分发挥小导管注浆技术的价值，提高隧道施工的安全、质量、效率，并以此为相关人员提供有价值的参考。

关键词：隧道施工；小导管注浆技术；注浆

前言：对于隧道工程的施工而言，小导管注浆技术的应用，在其整个过程之中占据着重要的地位，而为了更好地发挥小导管注浆技术的优势，就需要结合其原理、工况制定合理的应用方案。在这一基础之上，小导管注浆技术便能够充分发挥其自身的作用，如在短时间内将松散的颗粒、围岩形成整体，强化隧道整体结构的稳定性。同时，将小导管注浆技术应用在隧道施工以后，还可以对岩体的空隙进行填充，避免发生空洞及积渗水的现象。

1.隧道施工工程概况

本文中，所选择的工程案例包含3座隧道，全长为156.68m，断面为2.8m（宽）*2.5m（宽），其隧道的入口位于低洼岩溶地段，两端的竖井深度为14m。结合本次的地质勘查报告内容，其隧道内部可溶岩、非可溶岩与其他岩体接触发育，穿越层主要以粉细砂为主，局部进入粘质粉土、砂质粉土或粉质粘土层。地下水类型为渗入型潜水，施工时受渗水及涌水影响较大。在本隧道施工的过程中，并不会将道路通行中断，所以安全性在本项目中尤为重要。

在本工程的施工之中，主要将小导管注浆技术应用其中，并以人工方式的挖设短台阶，并将其长度控制在0.8m左右。在落实小导管注浆技术的施工期间，采用吹孔成洞的方式，或者顶进法的方式在土、砂中进行施工，一旦遇到艰难工作面，就需要使用风枪进行钻孔，孔径的数值为45mm，保证其与小导管相适应，此后便可以实施小导管注浆，进一步强化围岩的稳定性。

2.小导管注浆技术在普通隧道施工中的应用

在本隧道工程之中，其围岩为V类，拱周边均使用φ42小导管注浆，并以此注入水玻璃浆液对岩层进行加固，注浆范围为隧道拱顶及侧墙结构外1.5m范围。施工中水玻璃与水泥浆之间的体积比为1:1，环向间距为30cm，小导管的长度为3.5m，搭接1.5m。

2.1测量放线

在完成竖井施工以后，使用全站仪和水准仪将地面上的中心线点、高程点引入到井下，在掌子面上放出中线点位和高程点，并对其进行校核，以保证测量结果的精准性。然后在掌子面上进行小导管位置的精确放样，并用红油漆作好小导管位置的标记，从而提高小导管施工工作质量。除此之外，工作人员还需要提高控制点的稳定性，便于在控制钻孔的过程中，对外插的方向、角度进行合理的控制[1]。

2.2加工小导管

完成相关的测量工作后，需要对小导管进行加工，保证小导管能够完全符合本次隧道施工的相关要求。结合隧道施工对安全性、稳定性的需求，本工程中所使用的小导管，均采用φ42钢管进行加工、制作。在加工设计的过程中，将其形状为：

（1）小导管其前端设计为尖锥状；

（2）小导管的前端2.5m范围设计为梅花形状的泄浆孔，其孔与孔之间的距离为30cm，孔径则为6mm～8mm；

（3）小导管的尾部，在加工的工作中需要使用钢筋焊接的方式设置加强箍。

2.3安装小导管

在安装小导管时，需要沿着隧道拱顶向两侧依次布置的方式开展工作，其仰角应该控制在10°～15°，其总体的布设范围为当前工程中整个隧道的拱顶及侧墙。为了能够将便于将小导插入土层之中，不仅需要将钢管的前端设置为锥形，还需要使用引孔器完成引孔。同时，在搭设的过程中，必须要在首榀钢架的“腹部”位置穿过，其中每两榀钢架只需要打设一次小导管即可。在所有小导管均已经就位以后，施工人员需要将管内部的杂物进行清理，同时使用木塞对孔口进行临时堵塞[2]。

2.4注浆

完成小导管的安装以后，施工人员则可以应用小导管注浆技术进行施工，其中最为主要的环节就是注浆，主要的技术方式如下：

（1）在正式进行注浆之前，施工人员需要对小导管以及相关的设备进行全方位的检查，同是在隧道施工的现场中对设备进行试运行，使其注浆压力能够满足工程设计的要求，便于保证后期注浆环节的进度、质量等。除此之外，施工人员还需要将小导管孔口、尾部周围的空隙进行合理的封堵，其中孔口的周围可以使用喷射混凝土、快干水泥的方式进行封堵；而小导管尾部周围的缝隙则应该运用快速接头、止浆塞的方式完成封堵。通过这样的方式，能够在很大程度保证小导管注浆技术的有效性，为后续工作奠定基础。

（2）在搅拌浆液的过程中，为保证搅拌的均匀性，就需要使用搅拌机的方式进行拌和。具体来说，搅拌浆液期间的投料与施工顺序为：1）在放水的同时，将外加剂投入水中，依据搅拌机的实际容量，在停止防水以后继续搅拌1min；2）随后，将一定比例的水泥投入其中，继续搅拌3min以上；3）使用两台注浆泵将完成搅拌的水泥浆、水玻璃浆液按照特定的压力、流量，以1:1的比例，将浆液压入到小导管中，最终进入岩体之中。在每一次完浆液配置时，都必须保证其注浆的实际速度与其相互匹配、一致，尽可能保证浆液能够在30min之内完成施工，其注浆的压力为0.3MPa～0.5MPa，而施工人员不能对注浆的时间进行任意延长，或者概念注浆的压力，避免浆液发生离析现象，影响小导管注浆技术的有效性。后序钻孔可检查前次钻孔的注浆效果，并依据本工程中砂层的实际结构、稳定性，对混合浆液的早期强度、凝结速度等注浆参数进行及时调整，从而满足隧道施工的需求。

2.5应用效果检查

在完成注浆工作以后，施工人员需要对注浆的效果进行详细检验，在保证符合工程设计要求的基础之上，一旦发现质量问题就应该及时进行重新注浆工作。通常情况下，施工人员会采用以下三种对注浆的效果进行检查：

（1）为了实现对注浆效果的检查，需要工作人员使用声波探测仪对注浆岩体的声速进行控制，从而结合声波的检测结果，对小导管注浆技术的施工效果进行分析，如果发生声波无法通过或者速度减缓等现象，就很可能是注浆存在问题，需要施工人员进行更加详细地勘察[3]。

（2）在两个小导管的注浆孔之间，对于质量相对较差部分进行钻探，并将其中浆液固结体的岩芯取出，以此来观察孔内的漏水情况、稳定情况等。同时，施工人员应该对其进行实验，对的岩芯的力学指标进行测定，从而得出注浆效果的质量结果。

（3）对注浆的记录进行全面、详细地分析，检查各个孔注浆的压力、时间、注浆量等，并检查整个过程中是否存在漏浆、跑浆等问题，依据注浆量对浆液可能扩散的范围进行计算，对其及时进行处理，避免影响隧道的稳固性。

3.小导管注浆技术在特殊隧道施工中的应用

以过桥区小导管注浆施工为例，对特殊隧道施工中应用小导管注浆技术的方式进行分析。在距离桥基础前后5.0m的区域中，采用全断面小导管注浆技术对桥梁结构进行加固，可采用φ25的无缝钢管，其管壁的厚度为3.5mm。小导管的长度为2.5m，端头花管的长度为1.5m，溢流孔孔径为5mm～7mm，孔间距10cm～20cm，梅花状布置。拱顶及拱底小导管的仰角在10°～15°之间，前方掌子面小导管与隧道水平夹角30°～45°之间，开挖步距控制在0.5m之内，每开挖两个循环，注浆一次。

结语：综上所述，在隧道工程的施工中应用小导管注浆技术，能够有效增强项目的质量，但是需要施工人员采用合理的方式将其应用在工作中。以此为基础，工作人员优化了测量、加工的方式，对小导管进行了科学的安装与注浆，最终取得了良好的应用效果。所以，为了能够最大程度的发挥小导管注浆技术的价值，可以结合隧道施工的实际需求，将文中的方式落实在具体的工作之中。

参考文献：

[1]黄伟山.小导管注浆技术在小断面隧洞涌水治理中的应用[J].水利科技,2017(03):33-34+50.

[2]高兴涛,陈华国.浅析超前小导管注浆技术在玉蟾山隧道施工中的应用[J].四川水利,2017,38(02):35-37.

[3]李永军.超前小导管注浆技术在浅埋暗挖法隧道施工中的应用[J].华东公路,2016(02):33-34.