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超前小导管注浆技术在永安隧道工程中的应用摘要：本文作者结合自己多年的工作经验，以永安隧道工程实例，提出超前小导管注浆技术方案是最为经济的方案；重点介绍了超前小导管注浆加固机理及施工工艺流程；并作出了总结；以供读者参考。
关键词：永安隧道工程；岩体破碎带；超前小导管注浆技术；超前支护；加固机理；中图分类号：u45 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数0 引言随着生活节奏的加快，人们对行车时间的要求也随着提高，行车时间主要来自行车速度和线路距离长短两个方面，目前国内高铁的运行速度已达到350km/h，有了飞跃式的提高，新建线路行车时间在一定程度上也越来越取决于线路距离的长短，线路距离取决于线路选择，对于东北多中低山区地带，线路选择不免增加了浅埋暗挖复杂地质条件下隧道的比重。
埋深浅、风化严重、岩体存在破碎带的围岩在开挖过程中需要采取超前支护措施，超前小导管注浆技术凭借其独特的施工技术，已经成为永安隧道工程破碎带施工的超前支护方案。
1工程概况永安隧道长3440m，位于蛟河盆地与敦化隆起的交界处，地形起伏较大，地形陡峻，沟谷冲沟发育。
地面高程为490～740m，洞身段山坡自然坡度较陡倾，变化较大，纵向自然坡角一般为20～30°，进出口纵向坡度均为15°，横向自然坡度15～20°，隧址区多为林木，植被覆盖率约90%。
隧道穿越地层主要为华力西晚期花岗岩及花岗闪长岩，该花岗岩和花岗闪长岩在进出口段有出露，倾入时期不同，性质也有差别，地层受区域地质构造作用影响，地层受区域地质构造作用影响，节理裂隙发育，地下水相对富集，工程性质差，潜埋段及另两条断层处，围岩稳定性亦较差。
洞口主要不良地质问题为泥岩风化剥落、砂岩危岩落石；洞身拱部易产生掉块、坍塌等。
gdk111+400～gdk111+500为隧道浅埋及断层构造带，节理裂隙发育，岩体破碎，岩土力学性质和整体稳定性较差，地下水发育，有坍塌及突水、突泥现象发生可能。
超前注浆小导管在蛇纹岩隧道开挖中的应用摘要集中概括超前注浆小导管在蛇纹岩隧道开挖过程中的预支护施工过程，首先从蛇纹岩的地质特性进行介绍，然后分析超前锚杆及超前导管在使用时的优缺点，同时根据以往施工经验情况介绍不同地质情况下超前小导管的布置形式，并将超前小导管的制作、安装、注浆过程及注意事项进行详细说明，以方便读者在遇到类似情况时能够对比采用。
关键词超前注浆小导管预支护蛇纹岩隧道开挖中图分类号： u45文献标识码：a 文章编号：1引言目前，随着隧道工程数量的增加，超前注浆小导管施工已经十分普遍，无论是公路、铁路还是引水隧洞工程都已广泛采用，但由于大部分施工队伍及施工技术人员对超前注浆小导管施工过程中各个环节的技术要求、质量要求控制不到位或认识不足导致超前小导管失去应有的作用，下面以我单位在张掖黑河宝瓶河水电站引水隧洞中的应用为实例进行详细论述。
2工程概况2.1工程简介张掖黑河宝瓶水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县和青海省祁连县境内的省界的黑河上。
本工程为一引水式水电站，主要由大坝枢纽、引水发电系统及发电厂区三部分建筑物组成。
引水发电隧洞布设于黑河左岸，设计引水流量98m3/s，洞身设计断面型式为园形，洞径5.8m，采用全断面钢筋混凝土衬砌；隧洞洞线呈折线布置，总长7024.32m，；洞线围岩类别以ⅲ类为主，ⅱ、ⅳ类次之。
引水发电隧洞线位于走廊南山北坡高山区，山顶海拔3100～3250m，高出河水面1000m以上，洞线距岸边150～350m，洞顶埋深一般150～300m，最大埋深523m。
隧洞沿线地形变化较大，沟与梁相间，冲沟切割较深。
隧洞沿线附近主要出露加里东早期超基性侵入岩及寒武系中统(∈2)地层，岩性主要为蛇纹岩、石英岩、千枚状板岩夹千枚岩、石英片岩。
隧洞沿线岩层产状变化较大，洞口附近为nw270-285°ne∠60-65°，中段为ne75-90°nw∠70-80°，出口段为nw270-290°sw∠40-60。
浅谈管棚与超前小导管注浆在沙土隧道工程中的应用与控制作者：张钊来源：《城市建设理论研究》2013年第09期【摘要】：近年来，在隧道工程施工中，由于小导管注浆加钢支撑具有稳定隧道围岩、简单便捷,经济实效等特点，已得到广泛应用。
本文结合工程实例，探讨了超前注浆小导管施工工艺及施工方法。
【关键词】：管棚；超前小导管；注浆；沙土隧道；中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：引言超前小导管注浆的主要目的是：在隧道拱部形成水泥浆固结体以增加其整体性；起短距离的棚护作用。
由于此工艺注浆压力小，浆液的扩散半径小，对围岩的固结作用有限（围岩渗水量大时效果更差）；由于小导管刚度小，其棚护作用便十分有限。
有限的作用使本工艺单独使用的机会不是很多，主要是与其它支护措施组合使用，常与钢架支撑组合使用，有时与大管棚组合使用。
一、管棚与超前小导管注浆在沙土隧道工程中的应用实例本标段共有2座隧道，本文所选取的案例处的隧道长约235m。
隧道两端洞口埋深浅，围岩以泥质板岩块，碎砾石组成的坡积碎石土为主。
隧道洞身主要通过地层为强、中、弱状风化千枚岩，层状构造，片理发育，层间云母充填，呈丝绢质光泽，属中薄层。
风化严重，节理发育，强度较低，以II、III类围岩为主。
该隧道洞顶最大覆盖层厚50余米，山体基岩裸露。
原公路从山梁的鞍部通过切削山坡，公路以北上边坡呈陡崖状，易形成风化块石而塌落甚至塌方；东西两侧公路下边坡则为碎石堆填边坡，受河水冲蚀滑塌现象严重。
出口拱部以上2.5m为既有公路，施工时保证安全和公路畅通尤为重要。
I类围岩15m，II类围岩56m，III类围岩81m。
本标段隧道按“新奥法”设计施工。
施工中始终坚持“勤量测、严注浆、早封闭、强支护、管超前”的原则。
二、超前小导管施工技术应用本标段隧道Ⅱ类围岩长56m，全部采用Ф42超前小导管在拱部周边注入水泥浆加固地层。
小导管外插角5-7°，环向间距30cm，长4.5m。
浅谈小导管注浆技术在隧道工程中的应用【摘要】超前小导管注浆主要目的是：在隧道拱部形成水泥浆固结体以增加其整体性；起短距离的棚护作用。
由于此工艺注浆压力小，浆液的扩散半径小，对围岩的固结作用有限（围岩渗水量大时效果更差）；由于小导管刚度小，其棚护作用便十分有限。
有限的作用使本工艺单独使用的机会不是很多，主要是与其它支护措施组合使用，常与钢架支撑组合使用，有时与大管棚组合使用。
【关键词】隧道工程；小导管注浆技术；组合使用1 工程概况本标段共有2座隧道，本文所选取的案例处的隧道长约235m。
隧道两端洞口埋深浅，围岩以泥质板岩块，碎砾石组成的坡积碎石土为主。
隧道洞身主要通过地层为弱、中、强状风化千枚岩，层状构造，片理发育，层间云母充填，呈丝绢质光泽，属中薄层。
风化严重，节理发育，强度较低，以II、III类围岩为主。
该隧道洞顶最大覆盖层厚50余米，山体基岩裸露。
原公路从山梁的鞍部通过切削山坡，公路以北上边坡呈陡崖状，易形成风化块石而塌落甚至塌方；东西两侧公路下边坡则为碎石堆填边坡，受河水冲蚀滑塌现象严重。
出口拱部以上2.5m为既有公路，施工时保证安全和公路畅通尤为重要。
I类围岩15m，II类围岩56m，III类围岩81m。
本标段隧道按“新奥法”设计施工。
施工中始终坚持“管超前、严注浆、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
I、II类围岩地段，主要为呈片状、板块状的坡积碎石土及强风化千枚岩，埋深浅，围岩破碎，自稳能力差，施工中采用台阶分步法开挖，Ф89超前大管棚或Ф42超前小导管注浆加固地层。
大麻柳村隧道出口I类围岩段拱预上方2.5米为既有公路，施工时采用单侧壁导坑法分部开挖。
2 超前小导管施工技术应用本标段隧道Ⅱ类围岩长56m，拱部周边全部采用Ф42超前小导管注入水泥浆加固地层。
小导管长4.5m，环向间距30cm，外插角5-7°。
使隧道拱部形成拱形支护体系，增加施工安全。
施工时，可根据围岩富水情况，采用水泥-水玻璃双液注浆，以减少地下水对隧道施工的影响。
浅析小导管注浆技术在隧道工程施工中的应用摘要：小导管注浆以其施工工艺简单、施工作业空间要求较小、施工方案可以随时调整和显著的经济效益等特点，在隧道及地下工程施工中得到广泛的应用，本文对此进行了探讨。
关键词：小导管注浆技术；在隧道工程；u45一、前言注浆是借助于压力(液压、气压)或电化学的原理将具有胶凝能力的浆液通过一定的管路注入土层(或岩层)中的空隙、裂隙与空洞中，将其中的水分与空气赶走，将松散破碎的岩(土)层胶结起来，以达到改善岩(土)层性能(降低岩、土层的渗透性;提高岩、土层的强度与承载能力;减少岩、土层的变形)的目的的一种施工方法。
随着我国经济的快速发展，隧道工程在我国大量兴建，在施工中遇到了各种各样的困难地层，人们在不断地摸索和开发新的地层加固技术，小导管注浆技术以其适应性强而得到大量的应用，采用小导管比超前大管棚和注浆施工工艺相对简单得多，支护技术在很小的空间内利用简单的手持风钻即可进行钻眼及布管工作，遇到地层变化时可随时调整施工方案，经济效益显著。
二、小导管注浆技术在隧道工程施工中的应用1、认真阅读设计文件小导管注浆只是地下工程施工的辅助工法之一，在进行小导管注浆施工前必须认真阅读设计图，分析总体施工方案，了解小导管注浆在施工中的主要目的以及和总体施工方案的相互关系，将小导管注浆施工合理的安排在施工计划中。
熟悉设计图中小导管注浆设计的各项参数，做到施工前心中有数。
其内容主要包括小导管注浆的加固范围，导管的类型，小导管的间距、外插角、长度，浆液类型、配比、注浆压力、注浆量等，以及设计中考虑的外界环境因素等。
另外，设计图是依据有关的地质图及参考相关资料并根据经验编制的，在地下工程施工中，实际地质情况往往有较大的变数，而且在设计小导管注浆作为辅助施工方法的地段地质情况一般比较复杂，所以，在施做小导管注浆前要认真分析现场的实际地质状况，绘制详细的地质资料和设计资料进行比较，发现不同之处及时提出，以便及时修改设计，使设计更加符合实际，使小导管注浆施工更加有效。
文章编号:100926825(2007)0720306202小导管注浆技术在隧道工程中的应用李芳慧摘 要:介绍了小导管注浆加固机理与施工工艺,并对小导管注浆技术在隧道工程中软弱破碎围岩、砂层、砂粘土层与塌方处理中的应用进行了阐述,最后提出小导管注浆施工的注意事项。
关键词:小导管注浆,隧道工程,施工工艺中图分类号:U455.4文献标识码:A 在山岭隧道施工中遇到不良地层时,往往要借助超前支护。
超前支护一般有以下几种形式:超前大管棚、超前预注浆(全面预注浆)、超前锚杆和超前小导管。
超前大管棚适用于岩体很破碎,开挖尺寸较大的洞室以及对沉降控制要求较高的地下工程及隧道施工中;超前预注浆主要用于大面积特别松散岩体及地下水丰富的岩体中;超前锚杆适用于岩体破碎程度较小,不需要采用注浆就可以进行施工的围岩;超前小导管特别适用于小洞室(跨度在6m以下)的超前支护和在处理塌方施工中应用。
采用大管棚支护技术必须有专用钻机,施工空间要求高,一次花费较大;采用全面预注浆方法,涉及的施工范围大,施工程序繁杂,并且可靠性难以确定;而采用小导管比超前大管棚和注浆施工工艺相对简单得多,支护技术在很小的空间内利用简单的手持风钻即可进行钻眼及布管工作,遇到地层变化时可随时调整施工方案,经济效益显著[1]。
1 小导管注浆加固机理所谓“小导管注浆”就是对风化破碎岩石及构造裂隙发育难以支护的破碎顶板,在开挖前预先向其裂隙通道内注入固化材料(通常是水泥浆、水玻璃或聚氨酚等)充填裂隙,封堵涌水,胶结岩石,改善围岩力学性能,提高岩体自身整体强度,改变围岩支护状态。
小导管超前注浆加固机理主要为渗入性注浆,对具有一定孔隙或裂隙受扰动和破坏的围岩,在注浆压力作用下,水泥浆液渗入到围岩的孔隙和裂隙中,以水泥浆液作为胶结体,将破碎围岩进行胶合,形成整体,使之组成地层“自承拱”和“承重环”,将破碎围岩转化为有效的稳定带,防止隧道开挖时围岩内岩块的松动、剥离和坠落,从而达到加固围岩的目的。
在软弱破碎围岩中采用超前小导管注浆法施工具有许多优点。
小导管打入后形成了管棚效果,与固结联合,形成超前支护体系,提高围岩自身的稳定性,抑制围岩松弛变形,提高了施工安全性;加固效果稳妥可靠,注浆质量易于控制;采用超前支护手段,通过调整水泥浆液凝固时间,可大大缩短开挖时间;该法采用小型机具施作,无需配备专用设备,工艺操作十分简单。
2 小导管注浆施工工艺(见图1)3 小导管注浆在隧道工程中的应用3.1 小导管注浆在破碎板岩中的应用破碎板岩的特征是相对砂层和土层而言颗粒较大,施作小导管注浆的主要原理是渗透灌浆理论,目的主要是使浆液充填岩体中的裂隙,在裂隙中形成浆液和充填物的固结体,增加颗粒之间的粘接力,提高岩体的整体强度;另一方面,因为破碎板岩的颗粒大,小导管也将发挥较为明显的棚架和锚杆作用[2]。
隧道通过软弱破碎的板岩地层时,以锚喷混凝土做施工支护进行开挖有一定困难时,可以用小导管注浆结合格栅钢架和网喷混凝土联合支护措施的方法进行施工。
虽然也可采用深孔注浆,但是深孔注浆毕竟造价太高,工程进度缓慢,而且在深孔注浆后仍需采用小导管注浆才能达到安全掘进的目的;注水泥砂浆也能达到止水和固结地层的目的,但由于水泥砂浆凝固时间长,注浆后不能立即开挖,因而工期问题就变得更为突出。
为了超前加固围岩和止水,起到提高围岩强度及临时支撑的作用,同时为了保证施工安全,从经济性和施工的可能性考虑,超前预支护可采用小导管注浆,初期支护采用格栅钢架和网喷混凝土联合支护措施。
3.2 小导管注浆在断层破碎带中的应用在断层破碎带中采用小导管超前注浆法施工具有许多优点。
1)超前小导管加格栅钢架和钢筋网及喷混凝土的联合支护方式对不良地质的隧道掘进是一种有效措施。
2)一般采用加密超前小导管预注纯水泥浆进行加固,涌水量大的地段采用双液注浆,小导管双液注浆的止水作用在涌水量大的地段是很明显的。
3.3 小导管注浆在砂层和砂粘土层中的应用砂层和砂粘土层一般土质比较松软均匀,小导管容易打入,注浆效果相对容易控制,非常适合采用小导管注浆技术。
施作小导管注浆的主要原理是劈裂灌浆,目的是使浆液在压力作用下,克服地层的初始应力和抗拉强度,引起砂体和砂粘土体结构的破坏和扰动,从而使得地层的结构得到改变,同时也有部分的渗透灌浆原理。
3.4 小导管注浆在处理塌方中的应用在隧道工程施工中,往往由于采取不恰当的施工方法发生塌方,在处理塌方过程中有的采取对塌体实行全断面注浆进行加固,60 3第33卷第7期2007年3月 山西建筑SHANXI ARC HITECTUR E Vol.33No.7Mar. 2007文章编号:100926825(2007)0720307202土压平衡盾构施工中泡沫剂作用陈春林摘 要:介绍了目前地下盾构过程中泡沫剂的组成和使用原理,分析了泡沫剂的特性和作用以及泡沫剂的加注系统,介绍了在广州地铁施工现场中实测的泡沫剂使用效果,结果表明:在地下盾构过程中使用一定浓度、压力和流量的泡沫剂可以降低刀盘扭矩,减小盾构机推力,并达到提高掘进和出土效率的目的。
关键词:泡沫剂,盾构施工,加注系统中图分类号:U231.3文献标识码:A引言目前,国内的地铁建设方兴未艾。
在北京、上海、广州等大城市的地铁建设中已经较多使用盾构法施工,其中又以使用复合式土压平衡盾构机为多。
土压平衡盾构机是指将盾构机刀盘上的圆盘滚刀和刮刀切削开挖面土体的同时,使碴土在土仓内堆积、混合并充满,并由盾构机提供推力对仓中土体施加压力,在推力作用下使仓中碴土压力和开挖面的水土压力实现动态平衡。
达到既完成掘进又不会造成开挖面土体的失稳,以保持开挖面的稳定,控制地表的沉降。
在以土压平衡模式掘进时,如在砂粘土等土层掘进施工中,由于土体粘性大、摩擦力大和流动性差等原因,进入土仓内的土体和进入螺旋输送系统的土渣易被压实,而难于排出。
在开挖过程中注入水、膨润土泥浆或泡沫剂,通过充分搅拌后,可以使土体的性能得到改良,保证土体的流动性,并减少土体的透水性,同时使得开挖面保持稳定。
为解决上述问题,在目前地铁施工现场中多使用一定浓度、压力和流量的泡沫剂加注到工作区域。
文中介绍了目前地下盾构掘进过程中使用的泡沫剂的组成,分析了泡沫剂的特性和作用,以及泡沫剂加注系统的应用现状,并介绍了在广州地铁施工现场中实测的泡沫剂使用效果。
1 泡沫剂的作用1.1 泡沫剂的使用原理泡沫剂的作用主要来自于其中的活性剂成分。
活性剂是指添加量很少就可以大大降低溶剂表面张力的物质。
活性剂具有渗透、乳化、发泡、减摩等作用,这些作用都源于活性剂分子在气—液界面和液—固界面上的吸附。
在气—液界面和液—固界面上,泡沫剂中的活性剂分子会形成定向排列。
这种定向吸附作用,形成了定向的吸附膜,可明显降低界面间的表面张力,同时也可增加界面膜的机械强度,于是形成了泡沫并使泡沫能比较稳定有的采用在地表注浆对塌体进行加固,有的采用大管棚方法通过塌方,这些方法虽然也都取得了成功,但是相对施工周期长,造价高。
在相对较小断面下(跨度小于6m 时)采用小导管注浆技术进行塌方处理非常有效。
1)大面积坍塌稳定后进行小导管施工,这一应急措施容易被作业人员所接受,由于其工艺简单,机具要求不高,抢险比较及时。
2)注浆后在拱顶范围内形成防护罩,使开挖,支护在安全条件下进行。
小导管打入后的外露尾端通常支于开挖面后方的格栅上,共同形成预支护系统,承受拱顶的围岩压力,并提高围岩的稳定性,抑制围岩松弛变形,提高施工安全性,使加固效果更稳妥可靠。
4 小导管注浆施工注意事项1)注浆压力控制:由注浆泵油压控制调节。
具体调法为启动注浆泵,正常运转后关闭泵口阀门,泵停止运转后,旋转压力调节旋纽,将油压达到调定在要求的油压刻度值上。
随着注浆阻力的增大,泵压随之增高,当达到调定刻度值时,自动停泵。
2)液浆配比的控制:水泥浆液水灰比W/C =0.5～1.0,同时加入5%的水玻璃,以改善浆液性能。
在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。
浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径,现场通过试验确定。
浆液的配比受凝结时间的直接控制。
它的控制原则一般是先稀后浓,逐级变换。
凝结时间的控制:凝结时间的变化由C/S 来控制。
为了确保凝结时间的准确,在注浆过程中,需经常测试,一般每拌一筒浆或变换一级浓度或配比时,需要取样实配,测定凝胶时间,通过对比,检查配浆是否准确,泵的操作是否正常,吸浆是否正常,混合器的混合是否均匀,从而有助于监控注浆情况(如压力变化),避免异常故障的发生。
5 结语小导管注浆技术在地下及隧道工程施工中得到了广泛的应用。
它适合于多种软弱破碎、断层围岩以及砂层和砂粘土层进行超前预加固,并且在较小断面施工条件下可以进行复杂的塌方处理。
参考文献:[1]周爱国.隧道工程现场施工技术[M ].北京:人民交通出版社,2004.85286.[2]李河玉,林 刚.小导管注浆在破碎板岩中的应用[J ].四川建筑,2002(4):39240.Applica tion of sma ll duct gr out ing techn ique in tunnel engineer ingL I Fang 2huiAbstra ct :The paper introduces the rein force mecha nism ,constr uction techni que and the application of small duct grouting in tunnel engineer 2ing such as fragile and crash wall rock ,sand layer ,sand clay a nd collapse t reatment.At last the const ruction precautions of small duct grouting are put forward.K ey w or ds :small duct grouting ,tunnel engineering ,construction technique703 第33卷第7期2007年3月 山西建筑SHANXI AR CHITECTUR E Vol.33No.7Mar. 2007。
