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水工隧洞中超前小导管注浆技术的应用分析王肖鹏

发表时间：2020/1/10 来源：《防护工程》2019年18期作者：王肖鹏邓雯

[导读] 在水工隧洞施工过程之中，往往会遇到隧洞洞身风化严重，围岩支护性能较差的情况。

云南省水利水电勘测设计研究院云南昆明 650051
　　摘要：在本文之中，首先对超前小导管注浆技术的施工原理和施工工艺流程进行了全面的分析，然后结合工程建设的实际情况，分析了超前小导管注浆技术的应用流程，并提出了超前小导管注浆技术应用时应该注意的多种问题，希望能对相关行业的从业人员起到一定的启发作用。
　　关键词：水工隧洞；超前小导管；注浆技术；应用
　　
　　
　　引言：
　　在水工隧洞施工过程之中，往往会遇到隧洞洞身风化严重，围岩支护性能较差的情况，在这种情况之下，要求施工人员和技术人员对水工隧洞的实际情况进行分析，采用超前小导管注浆施工技术来提升水工隧洞建设的安全性和稳定性，从而使水工隧洞施工作业流程能够顺利开展。相应的施工人员和技术人员也要能够明确超前小导管注浆技术的应用要点和施工原理，遵循相应施工技术的应用要求，确保超前小导管注浆技术能够在水工隧洞施工之中发挥应有的作用，为我国水利工程行业的稳定发展奠定更加坚实的基础。
　　一、超前小导管注浆的施工原理
　　超前小导管注浆施工技术的要点在于对风化较为严重的围岩以及构造物的裂隙进行加固，从而使水工隧洞挖掘工作能够顺利进行。在工作面周边，应该先根据一定的角度，将小导管打入到围岩之中，并结合注浆泵的压力，向裂隙通道之中注入固化的材料，这里的材料一般都是水泥浆体和水玻璃等，然后进行封堵和涌水处理，直到岩体胶结之后才算处理完毕。通过这种方式，能够使围岩的力学性能的到有效的改善，使围岩的总体强度得到有效提升，进而达到改变围岩支护状态，提升围岩支护效力的作用[1]。
　　二、超前小导管的施工工艺流程
　　（一）钢管加工流程
　　在这个流程之中，应该根据设计要求选择相应的钢管型号，然后进行下料处理，钢花管通常选择φ42毫米厚度的热轧无缝钢管进行加工，长度为4.5～6米的钢管来钻出注浆孔，注浆孔的孔径应该在φ8毫米，其间距应该在15厘米之间，应该以梅花形状布置。为了确保能够更好的插入到围岩之中，钢管的前端应该制成尖锥状，尾部应该焊接上Φ6mm的钢筋箍，同时为了防止出现开裂的问题，应该将后面0.4米处作为不钻注浆孔的止浆段。
　　（二）小导管的安装
　　施工人员应该根据施工设计的规格要求来标注出小导管的位置，外插角一般为5°～10°，当钻机就位之后，根据设计需求开展钻孔，钻孔的直径应该比钢管直径大3毫米到5毫米之间，同时在钻孔过程之中，应该利用吹管或者掏勺的方式进行清孔。导管插入之前应该对钻孔的倾斜度以及方向进行细致的检查，在合格之后，通过人工的方式将钢管顶入到钻浆孔之中，如果在发生故障的情况之下，需要进行重新清孔处理，然后才能将小导管插入[2]。
　　三、小导管的注浆流程
　　在注浆开始之前，应该将压浆管与钢管的尾端进行有效的绑扎，并根据浆液配置的比例要求现场进行注浆液的拌制，通过注浆机向管孔内部进行注浆，并遵循先上后下的注浆工序。
　　（一）注浆参数的确定
　　一般来说，超前小导管注浆之中，水泥浆与水玻璃的比值应该在1比0.5，而水灰比应该为1比1，注浆压力的参数应该为初压0.5Mpa到1.0Mpa，终压应该控制在2.0Mpa以下，否则就会导致出现较为严重的浆液损耗，容易造成原材料浪费的问题。
　　（二）注浆施工工序
　　在水工隧洞超前小导管注浆技术应用之前，施工人员应该对注浆泵进行细致的检查，并对其进行调试，调试完成之后应该有效的连接注浆管路。同时，要开展超过5分钟的压水试验流程，对混合器之中的串水现象加以检测，如果不存在串水现象，则应该进行双泵压水。

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在注浆工艺应用时，应该遵循先上后下的注浆工序，先进行内部注浆，然后进行外部注浆，先进行小部分注浆，然后进行大体积注浆孔的注浆。水泥水玻璃的浆液应该能够由稀到浓进行灌注，要注意对注浆的速度加以调控，防止出现因为注浆凝结时间过快而出现的堵管问题。同时，也应该结合实际情况，对注浆量进行合理调控。要能够采用三次升压法进行注浆，对注浆油门阀的压力进行有效调节，将初始压力控制在0.4MPA左右，将注浆过程压力控制在1.0MPA，将终压控制在2.0MPA，在注浆过程之中，压力分级不应该过多，应该采用分压注浆的方式，使浆液过度流失问题得到有效控制，从而达到节约压浆材料的作用。在注浆结束之后，应该在注浆压力到达设计的终压后，稳定20分钟，然后才能结束注浆工艺 [3]。
　　（三）注浆工艺的注意事项
　　在注浆流程之中，往往会出现一定的串浆问题，如果串浆问题产生，那么应该在很多台注浆泵共同作业的情况下进行同时注浆，而如果只有一台注浆泵在作业，则应该对注浆孔进行堵塞处理。水泥水玻璃双液注浆压力较高，如果在长时间之内压力不会进行有效提升，则应该对注浆的总体浓度进行调节，使注浆的凝胶时间得到有效控制，并采取小泵低量低压的注浆方式进行间歇式注浆，给裂缝中的浆液以相对凝结的时间。这里要注意的是，施工人员应该能够对注浆时间进行合理控制，防止出现停留时间超过混合浆液凝结时间的问题。在注浆过程之中，压力较小的底层往往不会进行加固处理，因此在注浆工艺应用的过程之中，必须能够强化注浆压力的控制措施，从而防止多种意外和问题的产生。
　　四、水工隧洞中超前小导管注浆工艺的施工要求
　　在超前小导管安装完毕之后，相应的施工作业人员应该采用塑胶泥对孔口进行封堵，同时要对周边存在的裂隙进行封堵，在必要情况之下，要在小导管附近和相应的工作面进行混凝土的喷射，防止出现工作面坍塌的问题。水工隧洞的开挖长度应该比注浆施工长度要小，小的部分可以用来作为下次循环的止浆墙。在注浆作业开始之前，应该进行相应的压水实验，并检查注浆作业应用到的设备设施是否能够满足注浆工艺的施工要求。同时，也要能够对管路连接情况加以合理检测，从而使注浆的速度得到全面提升，确保施工机械设备的作用能够得到充分发挥。一般来说，应该选择群管注浆的工艺，每次注浆的根数应该在3根到5根左右。当注浆量达到设计要求时要立刻结束注浆，同时在注浆过程之中，也要能够对注浆压力和注浆泵的排量变化情况进行深入的分析，对注浆过程之中存在的问题进行合理解决，尤其要注意解决堵管问题和跑浆漏浆问题。施工人员必须对注浆过程进行全面的记录，并对主讲的效果进行全面分析。注浆过程之中，导管不能侵入到隧洞开挖的领域之内，相邻的钢管也不能以相交的方式摆放，同时注浆顺序应该是从拱顶到拱底。为了确保注浆效果能够满足实际需求，在注浆孔附近应该设置相应的止浆塞[4]。
　　五、结束语
　　通过超前小导管注浆技术的应用，能够为水工隧洞施工提供较为良好的初期支护效果，且能够为施工安全顺利的进行奠定更加坚实的基础。超前小导管注浆技术适合应用在风化严重等多种软弱围岩条件下的水工隧洞施工之中，而在安装小导管时，也要注意小导管的长度和位置能够符合实际需求。注浆采用的材料应该拥有更加良好的可注性，同时在凝结之后应该有着更为良好的力学性能。超前小导管注浆技术的应用更加简单方便，同时有着较为良好的安全性和可靠性，因此水工隧洞的施工人员应该能够明确超前小导管注浆技术的要点与重点，并根据工程的实际情况对施工技术进行合理设计，从而使注浆施工技术的应用能够满足水工隧洞建设的具体需求，推动我国水利工程建设事业的全面开展。
　　参考文献：
　　[1]许宇光,卫海涛. 超前小导管注浆技术在水工隧洞中的应用[J]. 建筑工程技术与设计,2019,(28):2651.
　　[2]杨建波.超前小导管注浆技术在水工隧洞中的应用[J].甘肃水利水电技术,2019,55(4):37-40.
　　[3]钮小祥. 浅谈小导管注浆超前支护技术在公路隧道施工中的应用[J]. 民营科技,2008,(5):176.
　　[4]曹镜聪. 隧道塌方治理中小导管超前注浆法的研究[J]. 现代装饰(理论),2011,(006):138-139.