城市地铁隧道超前小导管预加固技术简介
隧道辅助工程措施超前小导管预加固
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、小导管预加固的基本原理：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）1.2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φ6mm 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）。
隧道超前小导管施工技术交底
隧道超前小导管施工技术交底1. 引言隧道施工过程中，超前小导管技术作为一种先进、高效的施工方式，被广泛应用于地铁、水利、煤矿等各类隧道的施工中。
本文将介绍超前小导管施工技术的基本原理、施工步骤、施工设备及注意事项，以帮助施工人员更好地理解和掌握该技术。
2. 超前小导管施工技术基本原理超前小导管施工技术是一种在隧道施工中利用导管来进行导向、排水和衬砌的技术。
其基本原理如下：•导向作用：通过导管的引导，可准确控制掘进机的位置和方向，使其前进和转向更加精准。
•排水作用：导管内部设置有排水装置，可及时排除隧道施工中的地下水，保证施工现场的干燥。
•衬砌作用：导管的外表面涂覆有混凝土或其他衬砌材料，形成隧道的内壁，保证隧道的稳定性和安全性。
3. 超前小导管施工技术的步骤超前小导管施工技术的施工步骤主要包括准备工作、导管安装、掘进和衬砌四个阶段。
3.1 准备工作在施工过程开始之前，需要进行以下准备工作：•现场勘探：对施工区域进行勘探，了解地质情况和施工环境。
•设计方案：根据勘探结果制定详细的施工设计方案。
•设备准备：准备好所需的超前小导管、掘进机和其他施工设备。
3.2 导管安装导管安装是施工的关键步骤，需要按照设计方案进行操作：•设置测量点：根据设计方案，确定导管的位置和方向，在地表上设置测量点。
•安装导管：根据设计方案，将导管逐段安装到测量点上。
•连接导管：将各段导管连接起来，形成完整的导管系统。
3.3 掘进掘进是超前小导管施工技术的核心步骤，主要包括以下内容：•启动掘进机：将掘进机放置在导管内，并按照设计方案进行调试和启动。
•控制掘进机：通过操纵掘进机的控制杆，控制掘进机的位置和方向，使其按照设计要求前进和转向。
•监测和调整：在掘进过程中，通过监测仪器对隧道的倾斜度、导向性等参数进行监测，并根据监测结果进行必要的调整。
3.4 衬砌衬砌是为了保证隧道的稳定性和安全性，在掘进完成后进行的步骤：•衬砌材料准备：准备好所需的混凝土或其他衬砌材料。
超前小导管注浆技术
超前小导管注浆技术作者：陈军来源：《城市建设理论研究》2013年第12期中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：【摘要】超前小导管加固技术，是一种常用的隧道施工辅助稳定措施。
主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。
1.小导管注浆加固土体技术超前小导管注浆是沿隧道开挖轮廓线向外将管壁带孔的小导管打入地层内，并以一定的压力向管内注浆液。
它既能将坑道内周围岩体预先加固及堵住围岩裂隙水，又能起到超前预支护的作用。
如图（一）所示。
这种方法施工简单，且注浆时间短。
但由于注浆压力不高，一般为0.5~1.0Mpa，所以加固地层范围较小。
在软弱、破碎地层中凿空后极易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，应采取超前小导管支护。
超前小导管支护必须配合钢拱架使用。
在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。
适用于自稳时间短的砂层。
砂卵石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋地段或处理塌方等地段。
小导管注浆是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。
2.施工准备2.1注浆材料的选择，注浆材料应根据地质条件及涌水情况确定。
2.1.1在断层破碎带及砂卵石等强渗透地层中，应采用料源广且价格便宜的注浆材料。
2.1.2断层泥带，注浆材料宜优先选用水玻璃类和木胺类浆液。
2.1.3中、细、粉砂层、细小裂隙层及断层泥地段等弱渗透地层中，宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学浆液，如聚氨酯类。
2.1.4对于不透水的粘土层，宜采用高压劈裂注浆。
2.2注浆材料的配合比注浆材料的配合比应根据地形情况和胶凝时间要求，并经过实验要求而定，一般地：2.2.1采用水泥浆液时，水灰比可采用0.8:1~2:1，需缩短凝结时间，则可加入氯盐，三乙醇胺速凝剂。
2.2.2采用水泥~水玻璃浆液时，水泥浆的水灰比可用0.8：1~1.5:1，水玻璃浓度为25°~40°Be，水泥浆与水玻璃的体积比宜为1:1~1:0.3。
地铁隧道施工超前小导管的应用
地铁隧道施工超前小导管的应用地铁隧道施工超前小导管的应用摘要：超前小导管注浆技术是隧道浅埋暗挖的一种支护措施，在隧道的软弱破碎地层、穿越浅埋段、沙层段、洞口偏压段、断层破碎带及砂卵石段等不良地段施工中发挥着重要的作用。
文章以水工隧洞开挖中软弱地层施工为例，阐述了超前小导管注浆中小导管的制作、安装和注浆施工方法，以及超前小导管注浆的质量保证措施。
采用超前小导管预注浆的辅助施工方法，有效防止了隧洞坍塌事故的发生，保证了工程质量和施工安全，提高了施工效率。
关键词：地铁；隧道施工；超前小导管；应用1导言砂质土层是我国黄土高原地区隧道开挖遇到较为普遍的地质土层，是难以修建或修建好后病害较多的一类隧道，该土层开挖后，因其抗剪强度低、初期变形大、变形速度快，围岩自稳时间较短，甚至不能自稳，开挖后极易发生塌方，如果塌方处理不当将造成大面积塌方及冒顶。
在开挖埋深浅、严重风化和岩体破碎带的围岩上需要先采取超前支护的办法，超前注浆小导管技术具有独特的施工技术，已经被广泛应用在隧道工程破碎带施工的超前支护方案。
2工程概况本工程为某隧道施工建设项目，全长约为3440m，地势起伏变化大，较为陡峭，沟谷冲沟发育。
地面具有490～740m的高程，洞身段山坡具有较为陡倾的自然坡度，变化较大，纵向自然坡度为20～30°左右，进出口横纵向坡度分别为15～20°和15°，隧址区多数是林木，植被覆盖率达到了90%。
隧道穿越地层主要使用花岗岩和花岗闪长岩组成，在进出口路段，该花岗岩和花岗闪长岩有出露，由于不同的倾入时间，会导致不同的性质，地质构造的作用影响到地层，具有节理裂隙发育，富集的地下水、较差的工程性质。
洞口不良地质问题主要是由泥岩风化削落和砂岩危岩落石造成。
隧道的浅埋和断层构造带是GDK111+400～GDK111+500，该路段具有发育节理裂隙、破碎岩体、较差的岩土力学性质和整体稳定性、发育地下水、可能会发生坍塌、突水和突泥的问题。
超前小导管注浆施工方案
2.软弱地层中隧道围岩预加固之超前小导管加固一、加固原理超前小导管预注浆是沿开挖隧道或地下工程外轮廓线，以一定角度打入管壁带孔的小导管，并以一定的压力向管内压注浆液的施工措施。
它既能将洞室周围岩土体预加固，又能起超前预支护作用。
适用于自稳时间很短或无自稳能力的砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋和处理塌方等地段。
小导管预注浆施工简单，且注浆时间短，达到加固、防渗、堵漏的目的，所以广为利用。
超前小导管注浆预加固围岩是对表土下风化破碎岩石及构造裂隙发育难以支护的破碎岩面，预先向其裂隙通道内注入固化材料（通常是水泥浆、水玻璃或聚氨酯等）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。
主要作用是提高管体周围岩体的抗剪强度，达到加固围岩并扩散围岩压力的作用。
二、小导管注浆优点在软弱地层隧道围岩中采用小导管注浆具有许多优点：（1）形成了小导管与固结联合的超前支护体系，提高围岩的稳定性，抑制围岩松弛变形，增加了施工安全性。
（2）加固效果稳妥可靠，注浆质量易于控制。
（3）采用超前支护手段，通过调整浆液凝固时间，可大大缩短暗挖工序时间。
（4）采用小型机械施作，无需配备专用设备，工艺操作简单，一般工地都可施做。
三、适用范围（1）隧道洞口浅埋地段或软弱破碎围岩地段进洞施工。
（2）富水软弱破碎地质、砂砾地层、岩溶地质等不良地质地段的隧道开挖辅助措施。
（3）隧道坍方的处理。
四、施工准备及工艺流程1．超前小导管直径一般采用φ42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管。
超前小导管单节长度通常为3.5m或4.0m，超前小导管壁加工注浆花孔，孔径为φ6mm，间距为15cm呈梅花形排列，前端20cm制作成蒜瓣状锥形，尾端30cm范围内不钻孔作为止浆段。
2．测量定位根据设计的超前小导管位置，用全站仪进行小导管位置的测量放样工作，并用红油漆在作业掌子面上作好小导管位置的标记。
钻孔直径应大于设计导管直径3~5mm，一般钻孔φ50mm，孔深大于设计长度10cm。
地铁矿山(台阶)法区间隧道超前小导管及注浆液参数
地铁矿山(台阶)法区间隧道超前小导管及注浆液参数地铁矿山(台阶)法区间隧道超前小导管及注浆液参数【摘要】：随着我国经济和社会的发展，地铁这一交通方式因其运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐方便等优点，被越来越多的城市所采用。
城市地铁工程一般位于城市的繁华地段，一旦沉降事故发生，将可能造成建筑物开裂、倾斜，地下管线断裂等事故。
文章结合隧道工程，对地铁矿山（台阶）法区间隧道超前小导管及注浆液参数阐述分析。
【关键词】：城市地铁；小导管注浆加固；隧道【Abstract】: As China's economic and social development, the subway transportation because of its volume, fast, punctuality, low energy consumption, low pollution and easy ride, more and more cities are using. City subway project is generally located in the downtown area of the city, once the settlement of the accident, the buildings may cause cracking, tilt, underground pipeline rupture accident. Article tunnel engineering, advanced small pipe running tunnels of the underground mines (stairs) method, and injection of slurry parameters elaborate analysis.【Key words】: urban subway; small pipe grouting reinforcement; tunnel中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：引言矿山法施工的不少地铁隧道，由于埋深浅，处于第四系各种土层、砂层或岩石全、强风化的软弱围岩中；一般地下水位较高，地下水丰富，且多位于繁华都市区，地面道路纵横交错，建筑物密集，地下管线众多，地面沉降控制严格；因此，在矿山法隧道设计和施工中选择超前小导管进行施工，就可以保证隧道的施工安全和减少对周边环境的影响，这样就可以为矿山法隧道中采用注浆措施提供参考。
隧道超前支护和地层预加固措施 超前小导管注浆
a<40cm
r
r
b (取30cm)
➢在小导管前端做成约 10cm长的圆锥状，在尾 端焊接直径6~8mm的钢 筋箍，距后端100cm内不 开孔，剩余部分按20 ~30cm梅花形布置直径 6mm的溢浆孔。
管箍(φ6钢筋加焊)
φ42~50mm有缝钢管
1.5m不钻孔
出浆孔 3.5~6.0m
0.2m
超前小导管注浆
➢小导管插入后应外露一定长度，以便连接注浆管，并用塑胶泥(40ºBe水玻璃拌525号水泥) 将导管周围孔隙封堵密实。
超前小导管注浆
4. 注浆 ➢ 注浆设备应性能良好，工作压力应满足注浆压力要求，并 应进行现场试验运转。 ➢ 注浆压力
❖注浆压力与地层条件及注浆范围要求有关，一般要求单管注浆能扩散
到管周0.5~1.0m的半径范围内。
超前小导管注浆
3. 小导管布置和安装
➢小导管钻孔安装前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射5~10cm厚的混凝土封闭。
➢钻孔直径应较管径大20mm以上，环向间距应按地层条件而定，一般采用20~50cm；外插 角应控制在10°~30°之间，一般采用15° 。
➢极破碎围岩或处理坍方时可采用双排管；地下水丰富的松软层，可采用双排以上的多排管； 大断面或注浆效果差时，可采用双排管。
2. 性能特点及适用条件
特点： 浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅将岩块或颗粒胶结
为整体起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道渗 流的通道，起到了堵水作用。
适用条件： 适用于渗透系数较大的无地下水或水量和压力较小的一般软
弱破碎岩采用时性价比比较高。
❖孔口最高压力应严格控制在允许 范围内，以防压裂开挖面，注浆压 力一般为0.5~1.0 MPa，止浆塞应能 经受注浆压力。
城市地铁 超前小导管施工技术交底
⑷注浆后注浆孔要堵塞密实。施工期间，尤其在注浆时，应对支护的工作状态进行检查。当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。
⑸作业结束后，及时进行清洗，防止浆液堵塞管路。
⑵水泥应采用普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，使用前应做强度复查试验。
⑶注浆浆液现场做配合比试验，要求初凝时间控制在1～2min。
六、安全注意事项
⑴钻孔施工过程中注意施工用风、水、电安全。
⑵导管要与拱架焊接牢固，注浆前应检查机具是否完好，连接管路及封口是否良好，如发现异常，停止作业，注浆前应进行注水试验，不得直接进行注浆。
支护参数设计：拱部范围内布设，小导管环向间距30cm，长度3m，外插角度15°～20°，小导管端部与拱架牢固焊接，打设完毕后进行注浆作业。
技术负责人
交底人
接受交底人
施工工艺流程图如下图所示：
二、小导管制作
小导管采用￠42无缝钢管，单根长3m，前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，作为注浆止浆环，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为8mm，尾部长度100cm范围作为不钻孔的止浆段。
技术交底记录(表C2-1)
编号
工程名称
交底日期
施工单位
分项工程名称
超前小导管施工
交底二、小导管制作
三、小导管安装
四、小导管注浆
五、质量要求及保障措施
六、安全注意事项
一、施工原理及工艺流程图
超前小导管注浆支护的基本原理是沿开挖轮廓线周围按一定的倾斜角度将超前小导管打入，使用注浆设备将水泥浆液压入小导管内，并通过管壁的注浆孔注入岩层孔隙或裂隙中，排除其中的空气和水而凝成固结体，在围岩周围行成一个加固圈，起到超前支护的作用，对岩层进行改良，从而在此加固圈的掩护下安全的进行开挖作业。
小导管注浆土体加固的技术要求
小导管注浆土体加固的技术要求小导管注浆是喷锚暗挖遂道超前支护的一种措施。
采用这种措施的地层,一般都很软弱或松散，如不采取措施，开挖时工作面极易坍塌。
小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度（在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时,也可在导洞后对遂道周边进行径向注浆加固）。
采用小导管加固时,为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度,严格控制好小导管的钻设角度。
用作小导管的钢管钻有注浆孔,以便向土体进行注浆加固，也利于提高小导管自身钢度和强度，参与受力.小导管注浆支护的一般设计如下:钢管直径40～50mm，钢管长3～5m，钢管钻设注孔间距为100～150mm，钢管沿拱的环向布置间距为300~500mm，钢管沿拱的环向外插角为50~150,钢管沿遂道纵向的搭接长度为1m.小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。
浆液必须充满钢管及周围空隙，注浆量和注浆压力由试验确定。
注浆施工中，在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法.注浆材料应具备：良好的可注性；固结后有强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小；无毒。
注浆工艺简单、方便、安全等性能。
注浆材料的选用和配比的确定应根据工程条件,经试验确定。
注浆施工期应监测地下水是否污染,应该防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。
1、喷锚暗挖法喷锚暗挖法包括全断面法、台阶法、台阶分部法、上下导洞法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法、漏斗棚架法、蘑菇法等.用新奥法原理施工的常用方法致分为：全断面法、台价法、分部开挖法三大类及若干变化方案。
○，1全断面法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌。
一般适用于Ⅴ~Ⅵ类围岩,并配有钻孔台车和高效率运装机械的石质遂道。
开挖工作面较大,钻爆效率较高。
错误!台阶开挖法是全断面法的变化方案，是将设计断面分上半部断面和下半部断面二次开挖成型；或采用上弧形导洞超前开挖和中核开挖及下部开挖。
隧道施工小导管注浆加固技术的内容和要点
隧道施工小导管注浆加固技术的内容和要点一、适用条件与基本规定（一）适用条件(1)小导管注浆支护加固技术可作为暗挖隧道常用的支护措施和超前加固措施，能配套使用多种注浆材料，施工速度快，施工机具简单，工序交换容易。
(2)适用条件：① 在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔；②且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，宜采取超前小导管注浆和超前预加固处理方法。
（二）基本规定(1)小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用。
用作小导管的钢管带有注浆孔，以便向土体进行注浆加固。
(2)采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度，严格控制好小导管的安设角度。
(3)在条件允许时，应配合地面超前注浆加固；有导洞时，可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。
二、技术要点（一）小导管布设(1)常用设计参数：钢管直径30～50mm，钢管长3～5m，焊接钢管或无缝钢管；钢管安设注浆孔间距为100～150mm，钢管沿拱的环向布置间距为300～500mm，钢管沿拱的环向外插角为 5o～1 5o，小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度，钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m。
(2)导管安装前应将工作面封闭严密、牢固，清理干净，并测放出安设位置后方可施工。
补充：小导管注浆施工工艺流程：施工准备（地质调查、注浆设计、现场试验、效果检查、确定施工方案；设备机具准备；材料准备；人员准备）→喷射混凝土封闭掌子面→测放孔位→风枪钻孔→高压风吹孔，清除孔内钻渣→安设小导管→ 连接管路，用水泥砂浆封堵注浆管与钻孔之间空隙→注浆→封口（圆木楔包布填塞）→开挖（二）注浆材料(1)应具备良好的可注性，固结体应具有一定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩率小等特点，浆液须无毒。
口诀：强抗渗，小缩久稳。
注浆材料可采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥一水玻璃双液浆、超细水泥等注浆材料。
（2 变4），一般情况下改性水玻璃浆适用于砂类土，水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层。
全名超前小导管
全名“超前小道管预注浆”主要用于隧道不良地质地段超前开挖使用，就是提前把导管插进围岩里（就是石头里），然后对导管注浆。
待导管内砼达到设计要求强度后，再进行隧道开挖。
一般适用于地质不良地段（V级围岩等），隧道进洞口也常见此类（大多数用管棚）。
锁脚锚杆以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时，在开挖下断面前，于拱脚垂直于岩壁打入1～2排锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱；边墙超前锚杆是台阶法开挖时，在上台阶开挖支护完成，开挖下断面前，于拱脚斜向下打入锚杆，即可稳定拱脚，又可对下部开挖起到超前支护作用。
近来，由于先拱后墙法衬砌已经不再采用，已经将边墙超前锚杆称之为锁脚锚杆。
通俗地解释，系统锚杆就是为保证地下洞室围岩、地面边坡、地基的稳定安全而采用的一种锚固措施，一般是全开挖面网格布设，系统锚杆有多种类型，用得较多是砂浆锚杆，即钻孔后安装螺纹钢筋再对钻孔灌浆，也有的是先灌浆再插钢筋的施工顺序，锚杆纵、横间距一般为1.5～2m，直径一般多在20mm以上，单根锚杆的抗拔力一般大于5t以上。
系统锚杆一般与开挖面上的喷混凝土层同时采用，联合受力。
有时也可采用D25的中空注浆锚杆代替。
超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。
超前支护主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，开挖面有可能坍塌的隧道中,松散地层结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。
在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工时，除减少对围岩的扰动外，还应加强临时支护，临时支护可采用超前锚杆。
1. 施工方法超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。
1.1悬吊式超前锚杆采用这种方法是在爆破前，将超前锚杆打入掘进前方稳定岩层内，末端支承在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，或支承在作为支护的结构锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌，为大断面开挖与喷锚支护创造了条件。
隧道超前小导管(含超前锚杆)施工
隧道超前小导管（含超前锚杆）施工一、基本原理在隧道开挖轮廓线外一定距离，以一定的外插角，向开挖面前方打（钻、压）入小导管（锚杆）并压注具有胶凝性质的浆液，使浆液在压力的作用下渗透、扩散到地层孔隙或裂隙中，以改善围岩物理力学性能，在开挖面周围形成一个具有既可止水又有一定强度骨架的硬壳固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性。
超前小导管（含超前锚杆）是辅助隧道稳定开挖的一种方法。
二、施工方法1.超前小导管（1）参数选择和加工超前小导管一般选用φ42～φ50热轧无缝钢管加工制作，多采用的长度为3～6 m。
布置间距根据围岩地质通过试验确定，视地质条件按20～50 cm选用。
可以采用均匀间距布置，也可由拱顶至拱脚采取由密至疏的不均匀布置。
外插角大多为5°～10°，但用于塌方处理，以注浆固结塌体形成人工护顶，其倾角宜选为30°。
超前小导管可根据围岩的地质情况设置一排或数排。
对于超前小导管注浆加固范围较长的地段，前后排之间的搭接长度一般在1～1.5 m。
小导管前部应钻注浆孔，孔径一般为6～8 mm，孔间距为10～20 cm，呈梅花形布置。
小导管前端加工成锥形，尾部长度不小于30 cm，作为不钻注浆孔的预留止浆段。
（2）测量布孔小导管管孔一般布置在开挖轮廓线以外5～10 cm。
用全站仪进行小导管位置的测量放样工作，并用红油漆在作业掌子面上做好小导管位置的标记。
（3）钻孔钻孔时一般采用风钻（台车）开孔，以设计的外插角向外钻孔。
为保证超前小导管的有效搭接长度，施工过程中严格控制隧道开挖的进尺，以使下一循环的施工顺利进行。
钻孔直径应大于设计导管直径3～5 mm，孔深大于设计长度10 cm。
对于砂类土，也可采用直径比小导管稍大的钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入土中，用高压风射孔，成孔后将小导管插入。
（4）布管钻孔完毕后，通常要对钻孔进行冲洗并检查钻孔孔深、孔径和倾斜度符合设计要求后，方能进行小导管的安装，工程中多采用气水联合法对钻孔进行冲洗。
隧道工程超前小导管预注浆施工要点
■施工流程
■熟悉设计图纸，由测量队准确地进行开挖轮廓放线。 ■制作小导管（以一振区间为例） 小导管采用外径φ42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管前端作成 尖锥状，尾部焊接φ6加劲箍，以防打设小导管时端部开裂,影响注浆管联 接,尾部长度100cm，作为不钻孔的止浆段。管壁四周钻四排φ10mm孔 ，孔间距15㎝，呈梅花型布置，小导管大样如下图：
工艺特点说明
■形成了管棚与固结联合的超前支护体系，提高岩体自身的稳定性，抑 制围岩松弛变形，增强了施工的安全性。 ■加固效果稳妥可靠，注浆质量易于控制。 ■采用超前支护手段，通过调整凝固时间，可大大缩短暗挖工序时间。 ■采用常用小型机械施作，无需配备专用设备，工艺操作简便，一般工 地都可掌握。
小导管注浆支护的一般参数：
■小导管超前注浆基本原理 ◆施工设置示意图
在工作面周边按一定角度将小导管 打（钻、压）入地层中，借助注浆 泵的压力，使浆液通过小导管渗透 ，扩散到地层孔隙或裂隙中，以改 善土体物理力学性能，这样既可止 水、又可在工作面周围成一个承载 壳——地层自承拱，同时管体又可 起到超前锚杆的作用，从而达到增 加土体的自稳时间、提高开挖面地 层自稳能力、限制地层松弛变形的 目的。
钢管直径30-50mm 钢管长 3-5m，钢管钻设注浆孔间距为 100-150 mm，钢 管沿拱的环向布置间距为 300 - 500 mm。钢管沿拱的环向外插角为 5°一 15° ，小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度，钢管 沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m。注浆材料：一般采用水泥砂浆（水 灰比0.5～1）；当围岩破碎，岩体止浆效果不好时，可采用水泥-水玻璃双液 浆。
小导管超前注浆固结原理可归纳为以下两种：
■渗入性注浆：对于具有一定孔隙或裂隙受扰动或破坏的围岩，在注浆 压力作用下，浆液克服流动的各种阻力，渗入围岩的孔隙或裂隙中，达 到地层加固的目的。 ■劈裂、压密注浆：对于致密的土质地层，在较高的浆液压力作用下， 裂隙被挤开，使浆液得以渗入，形成脉状水泥浆脉，浆液在围岩分布形 成以钢管为主干的树枝，凝固后的浆液挟持、网罩被压密的土体，起到 固结作用。
隧道超前小导管施工工艺工法
超前小导管施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0301-2011第五工程有限公司秦晓玲1 前言1.1 工艺工法概况超前小导管施工是伴随新奥法施工发展起来的一种超前预支护的施工方法，是隧道及地下工程主要的超前支护手段之一。
沿隧道开挖轮廓线外一定距离，以一定的外插角向开挖工作面前方打设直径38～50mm的带注浆孔的钢管，长度一般为3.5～5.0m，并进行注浆，填充和固结岩体及土石的空隙，形成一定厚度的固结体。
1.2 工艺原理在隧道开挖前，将小导管沿开挖轮廓线打入掘进前方稳定的岩层内，末端支承在隧道拱部的钢架上，并对小导管进行注浆，增加小导管的刚度和固结前方松散围岩，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方的围岩，有效地约束围岩在（爆破）开挖后的一定时间内不发生松驰坍塌。
超前小导管的作用主要为：1.2.1 改良工作面前方的围岩结构，在开挖面以外形成厚度为0.5～1.0m的加固圈。
1.2.2 超前小导管与钢架、固结的地层共同作用形成超前支护结构，从而保证开挖工作面的稳定，防止开挖工作面松弛、坍塌。
2 工艺工法特点2.1超前小导管配合型钢钢架使用，可应用于隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩拱部超前注浆预支护，小导管长度一般为3.5～5.0m，按照隧道的开挖进尺，隧道每开挖循环施工一次或两个开挖循环施工一次。
2.2超前小导管应沿隧道拱部轮廓线按照设计间距均匀布设，可以有效的改善开挖工作面前方的地质条件和自稳能力，但其整体稳定性没有管棚支护好，但施工机具设备简单，施工操作方便。
2.3小导管的外插角根据小导管的长度和钢架的间距调整，定位较准确，一次施工长度短，孔的角度偏差小，孔底外插值小，开挖后小导管起棚架作业，下部超挖部分较少，有利于隧道施工。
2.4根据隧道围岩变化情况，不用扩大隧道断面就可随时施工，采用人工风动凿岩机施工，不需要专用设备，钻孔和安装施做灵活方便。
3 适用范围3.1超前小导管适用于自稳时间短的软弱破碎围岩、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的超前预支护，主要应用于隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩拱部超前注浆预支护。
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单管置 ！ 排布
Ｉ
ｆ 廖维勇， 勇． 导管注浆超 前支护在某工程 ３ 】 钱 ／ Ｊ 、 中的应用【， Ｊ 铁道工程学报， ０ ．６ ５ｍ Ｊ ２ ４ （： ０ ６ ）９ ［ 高学春． ４ 】 超前小导管在武汉地铁某区 间中的
应用ｆ． 国 水 运， ０ ．９： ６２７ Ｊ中 １ ２ ９ （） ４ －４ ０ ９ ２
３（） ８－８ ４２ ： ０２ ３ ２
ｅ 、横 向小导管沿开挖轮廓布置如图２ 。
用作小导管的无缝钢 管，前端以一定的 角 度插入开挖断面 外深部 围岩 ，后 端支撑在钢拱 架上面 ，并与钢拱 架焊接在一起 。导管钢管可 以看作是一端 为绞 支 ，一端为滚 轴支座的简 支 梁 ，隧道开挖后可 有效承受卸荷 产生的部分松
０ 引言 、
道 及地 卜 工程 地 层加 固 ， 也 可用 于处 理塌 方
体 。对砂 层、砂卵石层 、断层破碎带 、涌水 隧 道也有很好的效果。其加固机理为 ：
ａ 梁 支 撑 效 应 、
图１导管纵向布置
誊 考文献 ： 参 【 １ 】韩兴 国， 崔江余． 地铁施工中复杂条件下超前 加固技术的应用ｆ． Ｊ铁道建筑， ０２２： － ． １ ２ ６ （ ５ ５ ０ ）２ ４ ［ ２ 】史金栋 － 导管注浆 在软弱地层隧道施工中 ／ ｊ 、 的机理及 其应用… ．建厂 科技交流 ，２ ｏ ， Ｏ ｏ
降低，强度提高。 ｃ 、联接作用 浅埋段一般土 体强度较低 ，整体性较 差 ，
关键词 ｝城市地铁 、 超前加 固、小导管注浆
中图 分类号 ： Ｔ ４ ６ Ｕ ７ 文 献标 识码 ：Ｂ
性注浆 宜采用单排管 ，大 断面 或注浆效果差时 采用双排管（ 见阁２ 。 ） 渗入 性注 浆导管 环向 间距通过 实验确定 ，
４ ≤２ ｃ 小导管可以将 不稳定的土 体联接起来 。并 通过 但不 得超过０．ｍ， 注浆半 径 ｒ ５ ｍ。 采 近年 来，我国地铁建设规 模不断扩‘ ，然 大 浆液作用 ，对土 层的整体性 进行修复 ，提 高其 用双排 管时 ，排 距 ｅ 选 用两排孔正好 紧密搭 而城 市地铁住城 市浅层地下通 过 （ 般在２ ｍ 一 ０ 接 。 劈裂、 压 密性注 浆孔距 ｅ 视地 质条件 粘聚 力与内摩擦角。 以 内的浅 层地 卜 『 ） ，故多穿越软 弱围岩 ， 空 日 】 ａ ＝Ｏ． ３～ ０． ｍ ，ｅ ５ ＝Ｏ． ２～ ０ ３ 。 ．ｍ ｄ 载拱 效 应 、 大 多为第四系地 层，围岩较弱 ，含水 量丰 富 。 总之 ，小导 管适 用 于风 积砂 土 层 、粘性 隧道 开挖后拱顶部 分土体首先失去稳 定 ， 为防止隧 道在开挖时 引起坍 塌或超量 下沉 ，破 产生坍 塌 ，并形成 自然拱 。随 之 ，遂道两侧 由 土 、强风化 岩体以及岩石破碎 等软弱 围岩条件 坏或 损害地 面建筑 ，许 多情 况下都需 先行 改 良 于应 力集中而逐 渐破坏 ，导致 顶部坍塌进一 步 下的隧道开挖 ；小导管可 以改 变围岩的 力学参 土体或加 固围岩 。特别是 在地 下水含量丰 富的 扩大 形成塌落拱 。采用小导管注 浆法进行超 前 数。经过开挖 证实检验 ，通过 小导管注浆把周 地层修建隧 道 ，规定要求 “ 无水作业 ”，都 是 预加 固时 ，可以形 成以注浆管 为中心的 圆形加 围一定范 围内的软弱土体 固结 成整体 ，形成 了 在改 良或加 固土体 （ 围岩 ）作 为掘进的先决 条 固体 ，从 而形 成 以小 导管 钢 管为 骨 架的 承载 支护壳体 ，提 高了掌子面前 方围岩的强度和剐 件。 度 ，大大减少 了开挖引起的土体 松动和坍塌 。 拱。 从加 固的空 间位置来划分 ：可分为洞 内加 同时同盾构法 、明挖法相 比，用小导 管注浆法 ２ ）设计施 工参数 固和地面 （ 洞外）加固 两种 。两种方法的 优 或 ａ 、小导管管径可选用 中２ ～３ ｒｍ 无缝 为辅 助措施的暗挖 施工方法 ，具有成本 低的优 ５ ２ ａ 缺点很明 显。洞 内加固 ，与掘进 同时或相 间进 点 。 但是小导管也存在一些问题 ：小导管的制 钢管，钢管长度采用 ３ ５ ６ Ｏ ．～ ． ｍ。 行，空间面积小 ，相互干扰大 ，优点是对地面 ｂ 、钢筋 应沿隧 道开挖 轮廓线 布置 向外倾 作和施 工工序繁 多，操作复杂 ，施工进 度普遍 交通 和居民的影 响小，污染小 。地 面 （ 洞外 ） 斜， 外插角 ｄ一般为 ５ ～ １ 。，处理塌方 比较慢 ；小导管直径 、 长度 、外插角 角度都 很 。 ０ 加 固 ，实施李 问大 ，施 工条件好 ，但 对城市生 难给出一个统一的规 定等问题。 体的可适当加 大。 活扰动大，污染大 ，加固的费用大 ，效果差… 。 ２ 结语 Ｃ 、注浆压 力应根据地层致密程度决定 ，一 １ 超前小导管注浆技术 以上介绍 了城 市地铁隧道超前小导 管注浆 般为 ０ ５ ．ＭＰ ；劈裂注浆可适当加大 ，应 ． ～１Ｏ ａ １ ）小导管注浆技术加固机理 】 小于 或等于覆盖压 力， 对于松散体和 塌方段一 技术预加 固技术 ，已经得到普遍应用 。城市地 超前小导 管注浆是采用较 多的 一种超前支 铁隧道超 前预支护方案 的选取应视被支护地 层 般 小 于 １ ａ ＭＰ 。 护方法 ，它是沿初期支护外轮廓线以一定的仰 ｄ 、纵向前后相邻两排小导 管搭接的水平投 的地质特征 、 围岩性质以及安全等 因素而定 ， 角向掌子面施打 直径３ ～４ ｒ ２ ５ ｍ。带泄 孔的小 ａ 以确保洞 室及 围岩的稳定 和控制地表沉 降等为 影长度 ｂ 一般不宜小于 １Ｏ ．ｍ，如见 图１ 。 导管并进行注浆 ， 以充分填充土体空隙 ，形 出发点。根据不同嗣岩 类别和施工条件等情 况， 成 一定厚度的结合体 。它能够 控制开挖 面的松 采用不 同的超前预 支护方案 ，坚持条件 变我变 弛 、崩塌、沉降缺 陷，提 高掌子面的 自稳性 。 的原则 ，既确保施 ［质量和安全 ， 又降低工程 小导管 注浆可用于支护 自稳时间短的软 弱破碎 造价，以获得更好的经济和社会效益 。 带 、浅 埋软 弱围岩和严 重偏压隧道 。本方法适 用于风化严重 、 节理发育和碎石土 、 砂 、 砂 砾土 、 泥等 各种软弱 围岩 条件下隧道超前小导管预加固技术简介
杜书光’ １ 铁四局北京分公司 冲
摘要 ；介绍 了当前城市地铁隧道洞内超前
预 加 固技 术 中的 小导 管 注浆加 固技术 ，为城 市地 铁 隧道超 前加 固施 工技 术 的选择提 供 参考 。
对于致 密的上 质地 层 ，压密注浆时采用单 浆液在流动 扩散过程 中，发生化学反应和 物理变化 ，凝结成具有 一定强度和低 透水性的 排管 ， 处理塌方时可采用双排管 ；泥石流或其 结石体， 并产生大量水化热 ，促使土 体含水量 他地下水丰富的松软层， 可采用多排管。 渗入
双管置 排 布
图２导管横 向布置
【】 李林， ５ 李德才 ． 圳地铁 区 间隧道软 弱 围 深 岩 超 前预加 固施 工 技术 研究 【 ． 代隧 道技 Ｊ现 ］ 术， ０ ． （ ： — ． ２ ５ ２ ）６ ８ ０ ４ ４７ ７ 杜书光 （９２ １８ －），男 ，河南安阳，中铁四局 北 京分公司｛工程师 ；学士学位 ， ０６ ２０ 年毕业 于合肥工业大学土木建 筑工程。