隧道小導管注漿預支護是沿初期支護外輪廓線(xiàn)，按一定仰角，向掌子面施打帶泄漿孔的小導管并進(jìn)行注漿。充分填充土體的空隙。以改善土體物理力學(xué)性能。穩定掌子面前方的土體，以達到控制開(kāi)挖松弛、崩塌、沉降，從而提高掌子面的自穩性。

　　1 小導管注漿機理

　　1.1小導管的梁支撐效應

　　用作小導管的無(wú)縫鋼管，前端以一定的角度插入開(kāi)挖斷面外深部圍巖，后端支撐在鋼拱架上面，并與鋼拱架焊接在一起。根據導管的長(cháng)度，一般開(kāi)挖作業(yè)幾個(gè)循環(huán)后進(jìn)行下一次的導管施作，導管總有部分出露懸空的長(cháng)度，因此，導管鋼管可以看作是一端為絞支，一端為滾軸支座的簡(jiǎn)支梁，隧道開(kāi)挖后可有效承受卸荷產(chǎn)生的部分松動(dòng)壓力，使二次應力場(chǎng)的重分布向著(zhù)利于圍巖穩定的方向發(fā)展。

　　1.2小導管的注漿加固效應

　　無(wú)縫鋼管上鉆取注漿孔，通過(guò)導管向周邊圍巖注漿，在壓力作用下化學(xué)漿液滲透到砂土間的空隙中，擠出其中的空氣和水份并膠結凝固，使隧道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)以外一定范圍的松散砂土層形成整體，提高圍巖的地層剛度和整體穩定性，減小了隧道周邊塑性區的范圍。

　　1.3小導管注漿的承載拱效應

　　隧道開(kāi)挖后拱頂部分巖體首先失去穩定，產(chǎn)生坍塌，并形成自然拱。隨之，遂道兩側由于應力集中而逐漸破壞，導致頂部坍塌進(jìn)一步擴大形成塌落拱。對上覆圍巖破碎的軟弱巖土層，如果不進(jìn)行超前支護，隧道拱部極易坍塌，造成施工安全和質(zhì)量事故。采用小導管注漿法進(jìn)行超前預加固時(shí)，理論E以注漿管為中心形成—個(gè)穩定的圓形加固體，單排或多排注漿管的聯(lián)合注漿就形成了以小導管鋼管為骨架的承載拱。

　　2 工程概況

　　保龍高速公路第三合同段位于保山市隆陽(yáng)區蒲縹鎮境內，路線(xiàn)起點(diǎn)里程為K529+300，起于馬家寨附近，路線(xiàn)于K530+400處設置馬家寨隧道穿越陸家山，隧道下行線(xiàn)全長(cháng)2830m，隧道上行線(xiàn)全長(cháng)2785m，合同止點(diǎn)為K533+705.22（小松坡村附近），路線(xiàn)綜合長(cháng)度4375.29m。本工程為一次建成全立交全封閉雙向4車(chē)道高速公路，主要結構工程有隧道1座，蓋板涵8座，蓋板通道1座，其中馬家寨隧道右幅隧道長(cháng)2830m，左幅隧道長(cháng)2785m，共計長(cháng)5615m。

　　3 施工技術(shù)

　　3.1超前大管棚施工

　　隧道拱部采用超前大管棚進(jìn)行注漿加固。大管棚采用水平鉆機鉆孔，再打入φ108×6鋼花管，鋼管每節長(cháng)5-6m，以長(cháng)15cm的絲扣連接。其洞口打設夾角為1-2度。雙液注漿泵注入水泥水玻璃漿液。

　　具體工藝流程為：鉆孔→布管→封面→注漿

　�。�1）鉆孔：搭設作業(yè)平臺，在作業(yè)平臺上安設電動(dòng)水平鉆機進(jìn)行鉆孔，首先鉆頭自預埋在套拱混凝土內的φ140導向管穿過(guò)打設管棚孔，打設仰角1-2°，孔徑比φ108大20～30mm。

　�。�2）布管：φ108管棚選用φ108×6無(wú)縫鋼管加工而成，頂部切削成尖靴，以便送入孔中；超前管棚僅在拱部沿輪廓線(xiàn)設置39根，環(huán)向間距40cm，外插角1°～2°。

　�。�3）封面：注漿前噴射C25混凝土厚10cm，封閉工作面，孔口采用止漿塞封堵，以防漏漿。

　�。�4）注漿：采用雙液注漿泵壓注水泥、水玻璃漿液，漿液配比為水泥：水玻璃=1：0.5，水灰比為0.8，水玻璃模數m=3，波美度Be=35，注漿初壓0.5～1Mpa，終壓2.5 Mpa，注漿結束后用10號水泥砂漿充填，以增強鋼管的強度和鋼度。

　　3.2小導管加工制作與安裝

　　小導管采用外徑Φ42mm、壁厚4mm熱扎無(wú)縫鋼管加工成花管，以便注漿。小導管前端加工成錐形，以便插打，并防止漿液前沖。小導管中間部位鉆Φ6mm溢漿孔，呈梅花形布置，間距75cm，尾部1.05m范圍內不鉆孔以防漏漿，末端焊Φ6環(huán)形加勁箍筋，以防打設小導管時(shí)端部開(kāi)裂，影響注漿管聯(lián)接，小導管加工成形。

　　小導管泄漿孔采用電鉆鉆孔，鉆孔成形后用高壓風(fēng)清孔，然后插孔，對土夾石、風(fēng)化巖可采用液壓或風(fēng)槍打眼成孔�？追较蛞�求順直，不得彎曲和塌孔等。安設小導管時(shí)應對準管孔的方向和角度，必要時(shí)使用液壓或風(fēng)動(dòng)推進(jìn)器將導管推入，并力求導管尾端在同一剖面且外露長(cháng)度以30cm為宜。

　　3.3漿液選擇、配制

　　根據工程施工經(jīng)驗，擬采取水泥一水玻璃漿液。水玻璃漿液為硫酸與水玻璃配制而成。首先將98%的工業(yè)濃硫酸稀釋成18%～20%的稀硫酸，盛放在帶標簽的容器內待用。將40Be的水玻璃稀釋成30Be，水玻璃模數為2.4，盛放在帶標簽的容器內待用。根據現場(chǎng)地質(zhì)經(jīng)試驗后按一定比例將稀硫酸與水玻璃配制成水玻璃溶液，通過(guò)雙液注漿泵將水泥一水玻璃雙漿液注入土層。水泥漿水灰比為1：1～0.6：1，水泥標號為525，注漿材料應根據地質(zhì)條件經(jīng)反復試驗進(jìn)行比選確定，最終配比為：水泥漿水灰比為1：1，水泥漿水玻璃體積比為1：1，緩凝劑摻量為1.9%，凝膠時(shí)間為60s。

　　3.4注漿參數的選擇

　　3.4.1注漿量的計算

　　單根導管漿液注漿量可按下式估算：QL=ΠR2kLηαβ。

　　式中：QL—單管注漿量，m3；

　　Rk一漿液擴散半徑，m；

　　L一導管長(cháng)度，m；

　　η一圍巖孔隙率；

　　α一漿液有效填充率(0.7～1.0)；

　　β一漿液損耗系數(1.1～1.4)。

　　3.4.2注漿壓力

　　在泥巖地層采用水泥水玻璃漿液注漿時(shí)，注漿壓力一般為0.5～1.OMPa，必要時(shí)在管口尾部設置止漿塞�？砂聪率接嬎悖篜=(0.4～0.6)γh；P一注漿壓力，Kpa；γ一砂的重量，Kn/m；h一被注漿砂體厚度，m。

　　3.5注漿

　　注漿順序為先注無(wú)水孔。后注有水孔，從拱頂順序往下進(jìn)行，注漿壓力控制在0.2-0.5MPa。當壓力達0.5MPa。停止注漿泵．等待幾分鐘后若壓力下降，再繼續注漿。這樣反復幾次，直到壓力持續5min而不再下降時(shí)停止注漿，注漿完成后，立即關(guān)上小導管端頭閥門(mén)，防止漿液外流。然后卸下注漿管，注漿過(guò)程中逐管記錄注漿時(shí)間、注漿量、注漿壓力、發(fā)生情況及處理過(guò)程。

　　注漿質(zhì)量標準，注漿孔的布置角度及深度應符合設計要求，孔位與設計位置的允許偏差為±50mm；當注漿壓力達到設計終壓或注漿量達到設計值的80%以上時(shí)，單孔注漿結束；當所有注漿孔均符合單孔結束條件、無(wú)漏注情況時(shí)，全段注漿結束。

　　4 結語(yǔ)

　　通過(guò)小導管注漿把周?chē)�一定范圍內的砂土固結成整體，形成了支護殼體，提高了掌子面前方圍巖的強度和剛度，大大減少了開(kāi)挖引起的圍巖松動(dòng)和坍塌，并且通過(guò)該方法還有效地控制了地層的下陷和地表的沉降量。