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摘要结合工程实例，介绍了超前小导管设计参数与注浆参数，对其施工程序、加工安设、注浆工艺以及质量标准等进行了阐述，以起借鉴作用。
关键词超前小导管，隧道工程，施工工艺
Grouting Construction Technics of Advanced Small Pipe at Bibanpo Tunnel Inlet
Huatie Engineering Consulting Co., Ltd Yang Chuanping
Abstract: Combined with the project instances, the thesis instroduces the design parameter and grouting parameter of advanced small pipe, and elaberates the construction procedures, processing set-up, grouting technics and quality standards and others to be used as reference.
Key Words: advanced small pipe, tunnel engineering, construction technics
1 工程简介
壁板坡隧道为特长隧道，起讫里程DK977+667～DK992+445，全长14788m。线路设计为“人”字坡，变坡点DK984+550，最大埋深为750m，是沪昆铁路客运专线云南段一级高风险重难点隧道。
隧道进口位于贵州省盘县红果镇上纸厂村，隧道进口标高1820m，穿越岩溶深部溶蚀裂隙发育带，处于地下水水平循环带内。进口段约600m 范围内处于地下水垂直循环带，隧道开挖在洞身部位可能会揭穿岩溶管道，遇到较大的岩溶突水。
由于本工程地质复杂、施工安全风险高、施工难度大、环保、水保要求高等，施工时必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针，确保工程质量和施工安全。
2 设计参数
2.1小导管参数设计
1.超前小导管规格：φ42热轧无缝钢管，壁厚3.5mm。
2.小导管环向间距：Ⅴ级围岩每环50根，环向间距40cm，每根长4.0m；Ⅳ级围岩每环40根，环向间距50cm，每根长4.0m。（小导管布设见图）
小导管布设示意图
3.外插角：按设计要求，设计没有明确规定按10°～15°控制。
4.范围：拱部140°范围。
5.纵向间距：纵向间距2.4m，搭接长度不小于1.0m。
6.小导管注浆采用水泥浆液，注浆参数如下：
水泥浆液水灰比1:1（重量比）
注浆壓力：0.5～1.0MPa
2.2 注浆参数设计
1.选定注浆浆液（水泥浆液），选取凝固时间，进行注浆配合比设计（水灰比：1：1或根据现场确定）。确定参数（注浆压力、注浆半径、注浆量）。
2.注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为：0.5～1.0 MPa，可取为0.8MPa，纵向前后相邻排导管搭接水平投影长度1.0m；注浆导管环向间距a=0.5m；单根导管注浆量等于注浆断面积、注浆管长度和围岩空隙率的乘积，为了避免串浆，采取分序施工或对串浆孔同时注浆。
3 施工工艺
3.1施工程序
3.2施工准备
1.熟悉设计图纸。
2.调查分析土质情况，按可灌比或渗透系数确定注浆类型。
3.渗入性注浆要通过试验确定注浆半径、注浆压力、单管注浆量，选取导管间距。
4.加工导管(见小导管加工图)，准备施工器材。
5.准备施工队伍，培训施工人员。
3.3 钻孔、打小导管
1.测量放样，在设计孔位上作标记。
2.用钻孔台车或手持风钻钻孔后，将小导管沿孔打入；如地层松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。
3.对砂土类，可用Ф20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。
3.4 注浆
1.注浆前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可根据实际采用群管注浆，每次3～5根一起注浆。
2.注浆时先对掌子面喷混凝土进行封闭以防漏浆，对于强行打入的钢管应先冲洗管内的积物，然后再注浆。
3.注浆顺序由下向上进行，浆液可用拌和机搅拌或人工搅拌。
4.单液注浆工艺：水泥浆水灰比采用设计的1:1（重量比），考虑到注浆后需尽快开挖，注浆宜用普通水泥加早强剂或用早强水泥，可掺减水剂。（单液注浆工艺见下图）
单液注浆工艺图
5.在地下水丰富或有淤泥、流砂等复杂地质条件下，选用水泥与水玻璃双液注浆。注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入注浆管。
6.注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可结束注浆。
7.注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。
4 质量标准及安环措施
4.1 质量标准
1.导管应在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。渗入性注浆施工时，孔位误差不得大于5cm；角度误差不得大于2°；劈裂、压密注浆施工时，孔位误差不得大于10cm，角度误差不得大于3°(角度用地质罗盘仪检查)。超过允许误差时，应在距离偏大的孔间补管、注浆。
2.钢管实际打入长度不得短于平均每根实际打入长度30cm，否则，开挖1.0m后补管、注浆。
3.检查钻孔、打管质量时，应画出草图，对孔位编号、逐孔、逐根检查并认真填写记录。
4.渗入性注浆单孔注浆量不得少于平均每孔注浆量的80%，劈裂、压密注浆单孔浆量不得少于平均每孔注浆量的60%，超过偏差必须补管、注浆。
5.注浆过程中，要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量、发生情况及处理过程。
6.固结效果检查宜在搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，要认真填写检查记录。渗入性注浆通过钻孔检查厚度，小于30cm时，应补管、注浆、劈裂、压密注浆 采用小橇棍或小锤轻轻敲打钢管附近，判断固结情况，并配合风钻钻速测试，检查注浆范围，固结不良或厚度不够时，要补管、注浆。
7.开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析测量数据，发现问题后必须停工处理。
4.2安全环保措施
1．针对小导管注浆施工特点和要求，参照有关安全规则制订安全规章制度。
2．加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。
3．钢管内注浆时，操作人员戴口罩、眼镜和胶手套。
4.建立严格的检查制度，定期检查，发现问题及时处理，对违反有关环境保护法律、法规的及时移交相关部门处理，并无条件的接受环境监理单位的指导和监督。
5.污水经沉淀处理达标后排放，不致对当地水源和环境造成污染。
5 结论
壁板坡隧道进口段目前已成洞1700 m 。工程施工中，由于采用了超前小导管预注浆的辅助施工方法，成功穿越了存有滑坡、危岩、岩堆、岩溶及采空区、地裂缝等现象的不良地质段，防止了隧道的塌方冒顶事故发生，有效控制了地层下陷和地表沉降量。既保证了工程质量和施工安全，又提高了施工效率。
作者简介：杨传平，男，湖北襄樊人，大学，华铁工程咨询有限责任公司，工程师，研究方向：铁路、公路工程
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词超前小导管，隧道工程，施工工艺
Grouting Construction Technics of Advanced Small Pipe at Bibanpo Tunnel Inlet
Huatie Engineering Consulting Co., Ltd Yang Chuanping
Abstract: Combined with the project instances, the thesis instroduces the design parameter and grouting parameter of advanced small pipe, and elaberates the construction procedures, processing set-up, grouting technics and quality standards and others to be used as reference.
Key Words: advanced small pipe, tunnel engineering, construction technics
1 工程简介
壁板坡隧道为特长隧道，起讫里程DK977+667～DK992+445，全长14788m。线路设计为“人”字坡，变坡点DK984+550，最大埋深为750m，是沪昆铁路客运专线云南段一级高风险重难点隧道。
隧道进口位于贵州省盘县红果镇上纸厂村，隧道进口标高1820m，穿越岩溶深部溶蚀裂隙发育带，处于地下水水平循环带内。进口段约600m 范围内处于地下水垂直循环带，隧道开挖在洞身部位可能会揭穿岩溶管道，遇到较大的岩溶突水。
由于本工程地质复杂、施工安全风险高、施工难度大、环保、水保要求高等，施工时必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针，确保工程质量和施工安全。
2 设计参数
2.1小导管参数设计
1.超前小导管规格：φ42热轧无缝钢管，壁厚3.5mm。
2.小导管环向间距：Ⅴ级围岩每环50根，环向间距40cm，每根长4.0m；Ⅳ级围岩每环40根，环向间距50cm，每根长4.0m。（小导管布设见图）
小导管布设示意图
3.外插角：按设计要求，设计没有明确规定按10°～15°控制。
4.范围：拱部140°范围。
5.纵向间距：纵向间距2.4m，搭接长度不小于1.0m。
6.小导管注浆采用水泥浆液，注浆参数如下：
水泥浆液水灰比1:1（重量比）
注浆壓力：0.5～1.0MPa
2.2 注浆参数设计
1.选定注浆浆液（水泥浆液），选取凝固时间，进行注浆配合比设计（水灰比：1：1或根据现场确定）。确定参数（注浆压力、注浆半径、注浆量）。
2.注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为：0.5～1.0 MPa，可取为0.8MPa，纵向前后相邻排导管搭接水平投影长度1.0m；注浆导管环向间距a=0.5m；单根导管注浆量等于注浆断面积、注浆管长度和围岩空隙率的乘积，为了避免串浆，采取分序施工或对串浆孔同时注浆。
3 施工工艺
3.1施工程序
3.2施工准备
1.熟悉设计图纸。
2.调查分析土质情况，按可灌比或渗透系数确定注浆类型。
3.渗入性注浆要通过试验确定注浆半径、注浆压力、单管注浆量，选取导管间距。
4.加工导管(见小导管加工图)，准备施工器材。
5.准备施工队伍，培训施工人员。
3.3 钻孔、打小导管
1.测量放样，在设计孔位上作标记。
2.用钻孔台车或手持风钻钻孔后，将小导管沿孔打入；如地层松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。
3.对砂土类，可用Ф20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。
3.4 注浆
1.注浆前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可根据实际采用群管注浆，每次3～5根一起注浆。
2.注浆时先对掌子面喷混凝土进行封闭以防漏浆，对于强行打入的钢管应先冲洗管内的积物，然后再注浆。
3.注浆顺序由下向上进行，浆液可用拌和机搅拌或人工搅拌。
4.单液注浆工艺：水泥浆水灰比采用设计的1:1（重量比），考虑到注浆后需尽快开挖，注浆宜用普通水泥加早强剂或用早强水泥，可掺减水剂。（单液注浆工艺见下图）
单液注浆工艺图
5.在地下水丰富或有淤泥、流砂等复杂地质条件下，选用水泥与水玻璃双液注浆。注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入注浆管。
6.注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可结束注浆。
7.注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。
4 质量标准及安环措施
4.1 质量标准
1.导管应在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。渗入性注浆施工时，孔位误差不得大于5cm；角度误差不得大于2°；劈裂、压密注浆施工时，孔位误差不得大于10cm，角度误差不得大于3°(角度用地质罗盘仪检查)。超过允许误差时，应在距离偏大的孔间补管、注浆。
2.钢管实际打入长度不得短于平均每根实际打入长度30cm，否则，开挖1.0m后补管、注浆。
3.检查钻孔、打管质量时，应画出草图，对孔位编号、逐孔、逐根检查并认真填写记录。
4.渗入性注浆单孔注浆量不得少于平均每孔注浆量的80%，劈裂、压密注浆单孔浆量不得少于平均每孔注浆量的60%，超过偏差必须补管、注浆。
5.注浆过程中，要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量、发生情况及处理过程。
6.固结效果检查宜在搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，要认真填写检查记录。渗入性注浆通过钻孔检查厚度，小于30cm时，应补管、注浆、劈裂、压密注浆 采用小橇棍或小锤轻轻敲打钢管附近，判断固结情况，并配合风钻钻速测试，检查注浆范围，固结不良或厚度不够时，要补管、注浆。
7.开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析测量数据，发现问题后必须停工处理。
4.2安全环保措施
1．针对小导管注浆施工特点和要求，参照有关安全规则制订安全规章制度。
2．加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。
3．钢管内注浆时，操作人员戴口罩、眼镜和胶手套。
4.建立严格的检查制度，定期检查，发现问题及时处理，对违反有关环境保护法律、法规的及时移交相关部门处理，并无条件的接受环境监理单位的指导和监督。
5.污水经沉淀处理达标后排放，不致对当地水源和环境造成污染。
5 结论
壁板坡隧道进口段目前已成洞1700 m 。工程施工中，由于采用了超前小导管预注浆的辅助施工方法，成功穿越了存有滑坡、危岩、岩堆、岩溶及采空区、地裂缝等现象的不良地质段，防止了隧道的塌方冒顶事故发生，有效控制了地层下陷和地表沉降量。既保证了工程质量和施工安全，又提高了施工效率。
作者简介：杨传平，男，湖北襄樊人，大学，华铁工程咨询有限责任公司，工程师，研究方向：铁路、公路工程
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。