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[摘要]：随着隧道施工技术的不断发展，隧道小导管注浆在各级公路、铁路工程中被广泛地应用。文章先从小导管注浆机理及其分类着手分析，重点研究小导管注浆在隧道塌方处理以及在暗挖隧道中的具体应用。
[关键词]：小导管 注浆 隧道
中图分类号：U25 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）32- 0482-01
一、工程概况
解家河隧道位于烟台市莱山区解家庄镇解家河村北约500米处，隧道左幅起讫里程K4+805～K5+605，长800米，右幅起讫里程K4+800～K5+625，长825米，两幅隧道间净距约24米，按长度分类属中隧道。
本隧道设计为双向四车道，隧道左右线单向各两车道，设计车速100km∕h。
解家河隧道在地质构造上属于中朝地台，沂沭断裂带东侧鲁东断块中的次一级构造单元，包括文荣隆起，胶莱台陷，即墨凹断，胶东隆起等构造。
岩层产状受构造和地层结构控制，岩层产状波状起伏，据进口附近露头，有竖向节理裂隙发育，风化裂隙多不规则；出洞口则风化破碎严重，节理裂隙极发育，密度较大，呈网格状，原岩产状无法判断。
随着隧道施工技术的不断发展，为保证隧道施工的安全性和隧道施工的快速性，超前小导管注浆在各级公路、铁路工程中被广泛地应用。
二、小导管注浆机理及其分类
（一）小导管注浆机理
1.小导管的注浆加固效应
可以在无缝的钢管上钻取注浆孔，再利用导管向周边的围岩进行注浆。一般情况下，受到压力后化学浆液会渗透到砂土间的空隙中去，并能够挤出管内的空气和水分形成凝固状况。总之，经过这一系列程序，使隧道开挖轮廓线以外一定范围的松散砂土层形成整体，这不仅有效地提高了围岩的地层刚度和整体稳定性，同时也明显减少了隧道周边塑性区的范围。
2.小导管的梁支撑效应
无缝钢管被用作小导管，在它的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，始终是与钢拱架焊接在一起的。此外，根据导管的长度，可以将导管钢管看作是一端为绞支，一端为滚轴支座的简支梁，在隧道开挖后能够有效地承受卸荷产生的部分松动压力，从而使二次应力场的重分布向着利于围岩稳定的方向发展。
3.小导管注浆的承载拱效应
隧道开挖后，首先使拱顶部分岩体失去稳定，随之出现坍塌并形成自然拱，隧道的两侧也被逐渐破坏。因此，对于上覆围岩破碎的软弱岩土层必须及时进行超前支护，否则将会出现坍塌事故，给施工安全造成了严重的威胁。利用小导管注浆加固技术，围绕着注浆管形成一个坚固的圆形加固体，多个注浆管的联合注浆就形成了以小导管钢管为骨架的承载拱。
（二）小导管注浆分类
1.注水泥砂浆
注水泥砂浆可以增强导管的刚度，在隧道施工中是极为常见的。
2.注入水泥浆或水泥—水玻璃双液浆等化学浆液
注入以上化学浆液可以起到两个方面作用：一是浆液进入岩（土）体的空隙凝结固化后能起到防水作用。单液水泥浆的固结时间一般为8小时左右，水泥—水玻璃双液浆的固结时间一般为4小时左右。大量的实践已经证明：在施工操作工艺基本相同的情况下，双液注浆的止水效果明显要优于单液注浆。
三、小导管注浆在隧道塌方处理过程中的具体应用
（一）隧道塌方的原因
在整个施工过程中，隧道塌方的原因有很多方面，但是总体归纳起来可以从自然因素、人为因素两个方面来研究。
1.岩石裂隙发育，地下水丰富，拱顶处有常流水，岩石受力遇水失稳；
2.隧道处于断层破碎带上，掌子面岩石破碎，岩层层向倾向向下，含泥质软弱夹层；
3.掌子面离衬砌距离太长，施工支护既不及时，也不规范。
（二）小导管注浆支护
1.钢管的制作和布置
（1）钢管的制作及其施工
小导管一般是采用外径为Φ42mm、壁厚为4mm的热扎无缝钢管加工的，形成花管，以便注浆。小导管的前端应该加工成锥形，方便插打；中间的位置钻Φ6mm溢浆孔，主要呈梅花形布置，尾部1.05m范围内不钻孔以防漏浆；导管的末端焊Φ6环形加劲箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。
在安装小导管时，要使孔方向顺直，不可出现弯曲和塌孔等情况。此外，还要对准管孔的方向和角度，在必要时还可以使用液压或风动推进器将导管推入。
（2）钢管布置
制作处理好的钢管要紧靠拱架上部约5°左右的倾角沿隧道轴向打入岩碴，钢管间距一般在20-30cm之间，然后再在鋼管内压注水泥浆，并将钢拱管与钢架焊牢，从而使钢管与钢拱连成整体。
2.沿隧道周边环向布置φ42mm小导管，保持环向的间距为30cm，管长为6m，用丝扣连接，增强强度。
3.小导管注浆
（1）在注浆进行前必须要先检查管路和机械的基本状况，通过做压浆试验来确定出合理的注浆参数；
（2）注水泥—水玻璃，水泥浆1：1，水玻璃浓度35Be′，模数2.4，水泥浆与水玻璃的溶液体积比为1：1.0，浆液胶凝时间控制在1-1.5分钟；
（3）注浆量的多少就应该根据地层孔隙率来确定，可以按照这个公式来计算：
Q=RπHnβα
Q表示浆液注浆量；
R表示浆液有效扩散半径（m）；
H代表着注浆段长度（m）；
n为土体孔隙率（或岩石裂隙率）%，（土、砂土n=30%-60%）；
β为浆液充填率=0.3-0.9，（土、砂土，β=0.3-0.5）；
α为超耗系数（含超注量、冒浆、损耗等），α=1.2-1.5。
四、结 语
综上所述，在工程施工中，隧道小导管注浆能将不仅能把周围一定范围内的砂土固结成整体，提高围岩的强度和刚度，同时也达到了止水效果，有利于隧道的安全、快速开挖。
参考文献：
【1】张志强《超前注浆小导管施工技术探究》，《中国新技术新产品》2010年08期。
【2】孙志峰、谭世友等《隧道塌方的影响因素与治理方法》，《建材技术与应用》2006年04期。
【3】王学红《小导管注浆工艺在隧道施工中的应用》，《中华民居》2011年07期。
[关键词]：小导管 注浆 隧道
中图分类号：U25 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）32- 0482-01
一、工程概况
解家河隧道位于烟台市莱山区解家庄镇解家河村北约500米处，隧道左幅起讫里程K4+805～K5+605，长800米，右幅起讫里程K4+800～K5+625，长825米，两幅隧道间净距约24米，按长度分类属中隧道。
本隧道设计为双向四车道，隧道左右线单向各两车道，设计车速100km∕h。
解家河隧道在地质构造上属于中朝地台，沂沭断裂带东侧鲁东断块中的次一级构造单元，包括文荣隆起，胶莱台陷，即墨凹断，胶东隆起等构造。
岩层产状受构造和地层结构控制，岩层产状波状起伏，据进口附近露头，有竖向节理裂隙发育，风化裂隙多不规则；出洞口则风化破碎严重，节理裂隙极发育，密度较大，呈网格状，原岩产状无法判断。
随着隧道施工技术的不断发展，为保证隧道施工的安全性和隧道施工的快速性，超前小导管注浆在各级公路、铁路工程中被广泛地应用。
二、小导管注浆机理及其分类
（一）小导管注浆机理
1.小导管的注浆加固效应
可以在无缝的钢管上钻取注浆孔，再利用导管向周边的围岩进行注浆。一般情况下，受到压力后化学浆液会渗透到砂土间的空隙中去，并能够挤出管内的空气和水分形成凝固状况。总之，经过这一系列程序，使隧道开挖轮廓线以外一定范围的松散砂土层形成整体，这不仅有效地提高了围岩的地层刚度和整体稳定性，同时也明显减少了隧道周边塑性区的范围。
2.小导管的梁支撑效应
无缝钢管被用作小导管，在它的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，始终是与钢拱架焊接在一起的。此外，根据导管的长度，可以将导管钢管看作是一端为绞支，一端为滚轴支座的简支梁，在隧道开挖后能够有效地承受卸荷产生的部分松动压力，从而使二次应力场的重分布向着利于围岩稳定的方向发展。
3.小导管注浆的承载拱效应
隧道开挖后，首先使拱顶部分岩体失去稳定，随之出现坍塌并形成自然拱，隧道的两侧也被逐渐破坏。因此，对于上覆围岩破碎的软弱岩土层必须及时进行超前支护，否则将会出现坍塌事故，给施工安全造成了严重的威胁。利用小导管注浆加固技术，围绕着注浆管形成一个坚固的圆形加固体，多个注浆管的联合注浆就形成了以小导管钢管为骨架的承载拱。
（二）小导管注浆分类
1.注水泥砂浆
注水泥砂浆可以增强导管的刚度，在隧道施工中是极为常见的。
2.注入水泥浆或水泥—水玻璃双液浆等化学浆液
注入以上化学浆液可以起到两个方面作用：一是浆液进入岩（土）体的空隙凝结固化后能起到防水作用。单液水泥浆的固结时间一般为8小时左右，水泥—水玻璃双液浆的固结时间一般为4小时左右。大量的实践已经证明：在施工操作工艺基本相同的情况下，双液注浆的止水效果明显要优于单液注浆。
三、小导管注浆在隧道塌方处理过程中的具体应用
（一）隧道塌方的原因
在整个施工过程中，隧道塌方的原因有很多方面，但是总体归纳起来可以从自然因素、人为因素两个方面来研究。
1.岩石裂隙发育，地下水丰富，拱顶处有常流水，岩石受力遇水失稳；
2.隧道处于断层破碎带上，掌子面岩石破碎，岩层层向倾向向下，含泥质软弱夹层；
3.掌子面离衬砌距离太长，施工支护既不及时，也不规范。
（二）小导管注浆支护
1.钢管的制作和布置
（1）钢管的制作及其施工
小导管一般是采用外径为Φ42mm、壁厚为4mm的热扎无缝钢管加工的，形成花管，以便注浆。小导管的前端应该加工成锥形，方便插打；中间的位置钻Φ6mm溢浆孔，主要呈梅花形布置，尾部1.05m范围内不钻孔以防漏浆；导管的末端焊Φ6环形加劲箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。
在安装小导管时，要使孔方向顺直，不可出现弯曲和塌孔等情况。此外，还要对准管孔的方向和角度，在必要时还可以使用液压或风动推进器将导管推入。
（2）钢管布置
制作处理好的钢管要紧靠拱架上部约5°左右的倾角沿隧道轴向打入岩碴，钢管间距一般在20-30cm之间，然后再在鋼管内压注水泥浆，并将钢拱管与钢架焊牢，从而使钢管与钢拱连成整体。
2.沿隧道周边环向布置φ42mm小导管，保持环向的间距为30cm，管长为6m，用丝扣连接，增强强度。
3.小导管注浆
（1）在注浆进行前必须要先检查管路和机械的基本状况，通过做压浆试验来确定出合理的注浆参数；
（2）注水泥—水玻璃，水泥浆1：1，水玻璃浓度35Be′，模数2.4，水泥浆与水玻璃的溶液体积比为1：1.0，浆液胶凝时间控制在1-1.5分钟；
（3）注浆量的多少就应该根据地层孔隙率来确定，可以按照这个公式来计算：
Q=RπHnβα
Q表示浆液注浆量；
R表示浆液有效扩散半径（m）；
H代表着注浆段长度（m）；
n为土体孔隙率（或岩石裂隙率）%，（土、砂土n=30%-60%）；
β为浆液充填率=0.3-0.9，（土、砂土，β=0.3-0.5）；
α为超耗系数（含超注量、冒浆、损耗等），α=1.2-1.5。
四、结 语
综上所述，在工程施工中，隧道小导管注浆能将不仅能把周围一定范围内的砂土固结成整体，提高围岩的强度和刚度，同时也达到了止水效果，有利于隧道的安全、快速开挖。
参考文献：
【1】张志强《超前注浆小导管施工技术探究》，《中国新技术新产品》2010年08期。
【2】孙志峰、谭世友等《隧道塌方的影响因素与治理方法》，《建材技术与应用》2006年04期。
【3】王学红《小导管注浆工艺在隧道施工中的应用》，《中华民居》2011年07期。