超前小导管注浆支护在水工隧洞中的应用

秦放

（山西省中部引黄工程建设管理局，山西 吕梁 033000）

超前小导管注浆支护在水工隧洞中的应用

秦放

（山西省中部引黄工程建设管理局，山西 吕梁 033000）

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。

超前小导管；水工隧洞工程；施工技术

1 工程概况

本标段位于吕梁市中阳县武家庄镇东部，建设内容包括西干线隧洞，桩号西15+081.8—西26+018.7段（总长10 936.9m），及西干6号、7号施工支洞。

四条施工支洞均采用城门洞形断面，Ⅲ类围岩开挖断面尺寸为3.81m×3.28m（宽×高），Ⅳ类围岩开挖断面尺寸为4.55m×4.0m（宽×高），Ⅴ类围岩开挖断面尺寸为4.69m×4.12m（宽×高）；净宽3.65m，净高3.2m，直墙段高2.0m，顶拱中心角133°，半径1.99m。

2 工程地质状况

西干6号施工支洞，该支洞洞口位于中阳县普善庄村东，隧洞进口高程1 347.16m，洞长1 148.11m，坡度21.2°，水平投影长度1 051.24m。与西干线在桩号16+132.66相交，地面高程1 357～1 417m，洞底埋深0～465m。洞身穿过上第三系上新统低液限黏土、卵石混合土、石炭系本溪组、太原组砂岩、灰岩、页岩、煤层、山西式铁矿、铝土岩、奥陶系中统峰峰组、上马家沟组及下马家沟组灰岩、泥灰岩。

西干7号施工支洞，该支洞洞口位于中阳县任家山南，隧洞进口高程1 328.01m，洞长1 279.08m，坡度18.0°，水平投影长度1 196.70m。与西干线在桩号18+ 147.88处相交。地面高程1 323～1 439m，洞底埋深0～492m。洞身穿过上第三系上新统低液限黏土、卵石混合土、石炭系本溪组、太原组砂岩、灰岩、页岩、煤层、山西式铁矿、铝土岩、奥陶系中统峰峰组、上马家沟组及下马家沟组灰岩、泥灰岩及奥陶系下统白云岩、白云质灰岩。

3 小导管注浆

通过小导管注浆，使开挖面周边形成固结体，顶部形成拱壳，减少拱顶渗漏，增强围岩的稳定性，避免涌水、涌砂造成地面深陷及隧洞坍塌事故。

小导管结合格栅钢拱架，起超前支撑作用，可预防土体及岩块塌落，确保工作质量及隧洞施工安全。3.1 小导管制作安装

小导管采用直径42mm热轧无缝钢管制作，长5.0m。

为便于小导管插入设计深度，防止插入过程中管内填充渣土堵塞浆路，钢管头部加工成尖锥形。施工前对钢管尾中焊箍圈。

为防止注浆出现死角，保证浆液均匀注入围岩，小导管中间到前边部位钻直径8～10mm溢浆孔，呈梅花形布置，间距20 cm。

利用手持风钻钻孔，达到深度后用高压气吹出孔内残渣，如遇松软地层可借助手持风钻将小导管推入。

为增强小导管的支护能力，其尾部架于钢架腹部，必要时，焊接在格栅主筋上。

小导管间距：超前注浆管沿掌子面顶部轮廓线1 200～1 500范围布置，间距30 cm，纵向间距4.5m，外插倾角30°～50°。

3.2 注浆

注浆前对掌子面进行喷射混凝土封闭，以防漏浆，并对小导管内沉积物用高压风进行清洗。

注浆压力：为防止注浆压力过大导致掌子面喷射混凝土失稳，注浆压力宜为0.2～0.3MPa，同时应加强对掌子面及一期支护结构的观察。

浆液：一般采用纯水泥浆，浆液水灰比为1∶1，0.8∶1两等级，浆液由稀变浓逐级变换，当1∶1浆液注入量大于100 L后，压力没有明显升高，可转为0.8∶1浆液进行灌注，继续灌注100 L后压力仍达不到0.3MPa时，可外掺水玻璃进行灌注，直到满足要求。

注浆时，如发生串浆现象，可对串浆管进行并联灌浆，如条件不允许，则应对串浆管进行封堵，待该管注浆时用高压水进行冲洗，然后继续注浆。

小导管的注浆顺序由下及上，以免减少串浆管对灌注质量的影响。

4 质量保证措施

严格执行矿山法隧道施工“十八字”方针，“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。开挖采用地质超前钻探孔对前方围岩进行超前探测，探明前方地层及渗漏情况，并及时制定有效的预防防范措施。

加强隧洞监测工作，监测项目主要为洞外地表及沿线建筑物沉降、洞内净空水平收敛和拱顶下沉量测，通过监测数据及时发现和处理安全隐患，实施信息化动态施工。

严格控制开挖进尺，对于软弱地层，采用人工配合风镐、小型挖掘机开挖，中间预留核心土的环形短台阶法施工；强风化岩采用弱爆破，以减少对围岩的扰动。

掌子面开挖后，应立即进行封闭支护，使一期支护与围岩共同作用，保证围岩的安全和稳定。开挖过程中，若发现涌水现象，应立即封闭掌子面，并对前方岩体进行注浆加固。

5 结语

山西省中部引黄工程23标西干线隧洞施工过程中，由于软弱地层采用了超前小地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，既保证了工程质量和施工安全，又提高了施工效率和经济效益，取得了良好的社会效应。可在类似水利工程施工中推广应用。

TV672+.1

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1004-7042（2017）03-0048-01

秦放（1989-），男，2012年毕业于华北水利水电学院农业水利工程专业，助理工程师。

2017-01-10；

2017-02-26