秦放

（山西省中部引黃工程建設(shè)管理局，山西 呂梁 033000）

超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)在水工隧洞中的應(yīng)用

秦放

（山西省中部引黃工程建設(shè)管理局，山西 呂梁 033000）

以水工隧洞開挖中軟弱地層施工為例，闡述了超前小導(dǎo)管注漿中小導(dǎo)管的制作、安裝和注漿施工方法，以及超前小導(dǎo)管注漿的質(zhì)量保證措施。采用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿的輔助施工方法，有效防止了隧洞坍塌事故的發(fā)生，保證了工程質(zhì)量和施工安全，提高了施工效率。

超前小導(dǎo)管；水工隧洞工程；施工技術(shù)

1 工程概況

本標(biāo)段位于呂梁市中陽縣武家莊鎮(zhèn)東部，建設(shè)內(nèi)容包括西干線隧洞，樁號(hào)西15+081.8—西26+018.7段（總長(zhǎng)10 936.9m），及西干6號(hào)、7號(hào)施工支洞。

四條施工支洞均采用城門洞形斷面，Ⅲ類圍巖開挖斷面尺寸為3.81m×3.28m（寬×高），Ⅳ類圍巖開挖斷面尺寸為4.55m×4.0m（寬×高），Ⅴ類圍巖開挖斷面尺寸為4.69m×4.12m（寬×高）；凈寬3.65m，凈高3.2m，直墻段高2.0m，頂拱中心角133°，半徑1.99m。

2 工程地質(zhì)狀況

西干6號(hào)施工支洞，該支洞洞口位于中陽縣普善莊村東，隧洞進(jìn)口高程1 347.16m，洞長(zhǎng)1 148.11m，坡度21.2°，水平投影長(zhǎng)度1 051.24m。與西干線在樁號(hào)16+132.66相交，地面高程1 357～1 417m，洞底埋深0～465m。洞身穿過上第三系上新統(tǒng)低液限黏土、卵石混合土、石炭系本溪組、太原組砂巖、灰?guī)r、頁巖、煤層、山西式鐵礦、鋁土巖、奧陶系中統(tǒng)峰峰組、上馬家溝組及下馬家溝組灰?guī)r、泥灰?guī)r。

西干7號(hào)施工支洞，該支洞洞口位于中陽縣任家山南，隧洞進(jìn)口高程1 328.01m，洞長(zhǎng)1 279.08m，坡度18.0°，水平投影長(zhǎng)度1 196.70m。與西干線在樁號(hào)18+ 147.88處相交。地面高程1 323～1 439m，洞底埋深0～492m。洞身穿過上第三系上新統(tǒng)低液限黏土、卵石混合土、石炭系本溪組、太原組砂巖、灰?guī)r、頁巖、煤層、山西式鐵礦、鋁土巖、奧陶系中統(tǒng)峰峰組、上馬家溝組及下馬家溝組灰?guī)r、泥灰?guī)r及奧陶系下統(tǒng)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。

3 小導(dǎo)管注漿

通過小導(dǎo)管注漿，使開挖面周邊形成固結(jié)體，頂部形成拱殼，減少拱頂滲漏，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性，避免涌水、涌砂造成地面深陷及隧洞坍塌事故。

小導(dǎo)管結(jié)合格柵鋼拱架，起超前支撐作用，可預(yù)防土體及巖塊塌落，確保工作質(zhì)量及隧洞施工安全。3.1 小導(dǎo)管制作安裝

小導(dǎo)管采用直徑42mm熱軋無縫鋼管制作，長(zhǎng)5.0m。

為便于小導(dǎo)管插入設(shè)計(jì)深度，防止插入過程中管內(nèi)填充渣土堵塞漿路，鋼管頭部加工成尖錐形。施工前對(duì)鋼管尾中焊箍圈。

為防止注漿出現(xiàn)死角，保證漿液均勻注入圍巖，小導(dǎo)管中間到前邊部位鉆直徑8～10mm溢漿孔，呈梅花形布置，間距20 cm。

利用手持風(fēng)鉆鉆孔，達(dá)到深度后用高壓氣吹出孔內(nèi)殘?jiān)?，如遇松軟地層可借助手持風(fēng)鉆將小導(dǎo)管推入。

為增強(qiáng)小導(dǎo)管的支護(hù)能力，其尾部架于鋼架腹部，必要時(shí)，焊接在格柵主筋上。

小導(dǎo)管間距：超前注漿管沿掌子面頂部輪廓線1 200～1 500范圍布置，間距30 cm，縱向間距4.5m，外插傾角30°～50°。

3.2 注漿

注漿前對(duì)掌子面進(jìn)行噴射混凝土封閉，以防漏漿，并對(duì)小導(dǎo)管內(nèi)沉積物用高壓風(fēng)進(jìn)行清洗。

注漿壓力：為防止注漿壓力過大導(dǎo)致掌子面噴射混凝土失穩(wěn)，注漿壓力宜為0.2～0.3MPa，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)掌子面及一期支護(hù)結(jié)構(gòu)的觀察。

漿液：一般采用純水泥漿，漿液水灰比為1∶1，0.8∶1兩等級(jí)，漿液由稀變濃逐級(jí)變換，當(dāng)1∶1漿液注入量大于100 L后，壓力沒有明顯升高，可轉(zhuǎn)為0.8∶1漿液進(jìn)行灌注，繼續(xù)灌注100 L后壓力仍達(dá)不到0.3MPa時(shí)，可外摻水玻璃進(jìn)行灌注，直到滿足要求。

注漿時(shí)，如發(fā)生串漿現(xiàn)象，可對(duì)串漿管進(jìn)行并聯(lián)灌漿，如條件不允許，則應(yīng)對(duì)串漿管進(jìn)行封堵，待該管注漿時(shí)用高壓水進(jìn)行沖洗，然后繼續(xù)注漿。

小導(dǎo)管的注漿順序由下及上，以免減少串漿管對(duì)灌注質(zhì)量的影響。

4 質(zhì)量保證措施

嚴(yán)格執(zhí)行礦山法隧道施工“十八字”方針，“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”。開挖采用地質(zhì)超前鉆探孔對(duì)前方圍巖進(jìn)行超前探測(cè)，探明前方地層及滲漏情況，并及時(shí)制定有效的預(yù)防防范措施。

加強(qiáng)隧洞監(jiān)測(cè)工作，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要為洞外地表及沿線建筑物沉降、洞內(nèi)凈空水平收斂和拱頂下沉量測(cè)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患，實(shí)施信息化動(dòng)態(tài)施工。

嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺，對(duì)于軟弱地層，采用人工配合風(fēng)鎬、小型挖掘機(jī)開挖，中間預(yù)留核心土的環(huán)形短臺(tái)階法施工；強(qiáng)風(fēng)化巖采用弱爆破，以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。

掌子面開挖后，應(yīng)立即進(jìn)行封閉支護(hù)，使一期支護(hù)與圍巖共同作用，保證圍巖的安全和穩(wěn)定。開挖過程中，若發(fā)現(xiàn)涌水現(xiàn)象，應(yīng)立即封閉掌子面，并對(duì)前方巖體進(jìn)行注漿加固。

5 結(jié)語

山西省中部引黃工程23標(biāo)西干線隧洞施工過程中，由于軟弱地層采用了超前小地管預(yù)注漿的輔助施工方法，有效防止了隧洞坍塌事故的發(fā)生，既保證了工程質(zhì)量和施工安全，又提高了施工效率和經(jīng)濟(jì)效益，取得了良好的社會(huì)效應(yīng)。可在類似水利工程施工中推廣應(yīng)用。

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1004-7042（2017）03-0048-01

秦放（1989-），男，2012年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)，助理工程師。

2017-01-10；

2017-02-26