水工隧洞工程中的超前小导管注浆施工技术

引言：

水工隧洞工程施工过程引进利用超前小导管注浆施工技术，施工企业须做好充分的前期准备，作业人员须标准化执行安插小导管、注浆作业以及隧洞开挖等工艺流程。注浆作业期间须加强质量控制，导管打入不得越过轮廓线范围，做好误差控制，全程数据记录，妥善处理异常问题和安全风险。超前小导管注浆施工技术应用期间，作业人员还要做好混凝土喷射、配比设计、浆液过滤、注浆顺序、压力调控以及注浆总量控制等注意事项。

1. 超前小导管注浆施工技术应用的工艺流程

1.1. 前期准备

第一，作业人员须提前对现场实况进行实地调研，明确当前的施工条件，再结合设计图纸进行深入研究，就施工过程潜在的各种问题推出针对性处理策略；第二，施工企业须掌握第一手现场水文地质资料，明确地层结构的渗透系数，在此基础上选定适用的注浆技术类型。作业人员须结合现场实况选择适用注浆作业材料类型，明确注浆量和适用的技术规范。通常如果选择化学浆液，须注意此类物质具有较高毒性，成本开支比较大，还须慎用；第三，作业人员须提前对施工过程所用器械进行质量性能复检，保证所有器械处于良性运行状态；第四，编制试验性注浆设计方案，利用试验性注浆采集正式作业需要遵循的注浆半径、压力、速度以及初凝期等必要数据；第五，加工小导管，以 8 毫米直径为导管管壁钻孔，注意相邻钻孔保持 20 厘米标准间距，接近管尾 30 厘米区域不要钻孔，视作止浆段加以使用；第六，施工企业须配置专业素质过硬的作业团队，备足施工材料和作业机械。

1.2. 安插小导管

作业人员须提前于测定的钻孔位置上设置醒目标识，选择适用凿岩机执行钻孔作业，钻孔孔径须在导管直径基础上扩大 20 毫米。于成孔内安插小导管，孔外预留接近 20 厘米长的导管，于开挖作业面后面钢架上进行牢固支撑，与钢架共同构建预支护体系。

1.3. 注浆作业

如果采取单液注浆方式，为避免过程期间出现漏浆，作业人员须提前对作业面进行彻底封堵，构建止浆盘。为了保证注浆作业过程安全顺利，作业人员还须提前对管道进行彻底清理和冲洗，不留任何杂物，之后输浆管牢固严密与小导管尾端相连，打开排气阀，以从上到下的方式开始注浆作业。目前国内通常使用普通型和早强型两类水泥实施超前小导管注浆作业，注浆作业期间，作业人员须严格落实试验性注浆采集的压力及用量等关键参数，如果因条件限制未能提前试验性注浆的，须以 20 厘米为起点设置注浆半径进行测试，以由大到小的顺序调控，再结合不同半径的注浆成效，采集最为适用的注浆作业压力及用量。如果选择压密或者劈裂等注浆作业方式，则注浆作业期间须控制超过40 厘米的固结厚度，且作业人员须结合现场实况合理调控注浆压力及用量。注浆作业要达到理想成效，最好借助高压注浆泵实施注浆。结束注浆作业，作业人员须立即对钢管口进行严密封堵，不得外溢浆液。如果选择双液注浆方式，作业人员须提前配置两种类型各异且适用的浆液，以适用容器盛放，不同浆液各自使用适用注浆泵，再安装吸浆泵一台用于浆液混合，之后注浆作业正式开始。注浆作业全程须详细记录，深入研究记录结果针对性优化改进注浆工艺和参数。施工企业须委派专职人员，注浆作业全程对支护体系动态进行监测。

1.4. 隧洞开挖

超前小导管注浆结束满 12 小时，复检质量性能符合设计标准，即可开始后续隧洞开挖作业。开挖作业期间，作业人员须严格执行标准原则，即进尺要短、支护体系要加强、爆破幅度要弱且反复多次循环推进。开挖作业期间遭遇断层破碎带时，可选择松动爆破方式，注意通过深入研究明确炸药用量，做好用量控制，严控安全事故。单次循环进尺须低于 1.5 米，环形隧洞中发现危石须尽快排除，裸露的土层要及时喷射混凝土，确保作业面安全无虞，加快施工进度。

2. 注浆作业质量控制

第一，小导管的打入作业，须注意不得超出轮廓线范围，打入过程须严格执行设计方案规定的角度和位置。注浆作业方式不同，小导管打入作业也要执行不同的角度及孔径等参数误差控制标准。举例来说，深入性注浆作业期间，角度误差须小于等于 2 度，孔径误差须小于等于 5 厘米；压密或者劈裂注浆作业期间，角度误差须小于等于 3 度，孔径误差须小于等于 10 厘米。为了做好角度控制，作业人员可配置地质罗盘仪全程检测；第二，编绘注浆作业草图，所有孔位依次编号，注浆作业全程进行参数记录，详细描述注浆实况，注浆作业的压力及初凝期等数据不得遗漏；第三，渗入性注浆作业期间，作业人员须对钻孔厚度进行密切检测，发现厚度不达标的，必须立即补管和注浆。压密或者劈裂注浆作业期间，须通过小锤敲击注浆范围周边钢管，评估固结成效，之后通过风钻进行速度检测，还要对固结成效未达预期的部位进行妥善处理；第四，隧洞开挖作业期间，作业人员须密切监测注浆作业成效，加强数据采集研究，察觉异常迹象须马上停工，完成问题处理再继续作业。

3. 超前小导管注浆技术应用注意事项

第一，为防止注浆作业期间浆液反渗，作业人员须提前向开挖作业面及其周边坑道实施混凝土喷射作业，构成止浆层，观测混凝土强度上升到设计标准才能开始注浆。注意混凝土喷射5到10厘米厚即可；第二，注浆管安插作业期间，一定要彻底挤压紧贴孔壁，保证牢固固定，发挥止浆作用。须观测胶泥已经彻底凝固才能开始注浆；第三，浆液配比设计须合理，原料用量须精准，保证混合料质量性能达标；第四，为避免注浆泵以及小导管中混入异物，浆液须进行过滤网过滤；第五，注浆作业合理顺序是先灌注不渗水的钻孔，后灌注渗水钻孔；第六，为避免开挖作业面开裂，注浆作业压力控制要精准，一旦注浆压力上升到设计值，稳定维持某种时长，使浆液充分渗入裂缝，之后提升注浆压力继续注浆；第七，注浆导管作业期间，相邻导管须开启止回阀，为管道裂隙水提供外流通道，一旦相邻导管也有浆液外流即可拧紧止回阀；第八，浆液须随配随用，成料须在规定时间内用尽，严禁大量剩余且长时间闲置不用；第九，测算注浆用量期间，不得简单依据水泥袋计算，注浆作业全程详细记录，做好总量控制，防止超量引起其它问题。

结束语：

总而言之，水工隧洞是一种用于灌溉、发电、水源供应、输水排水以及作业导流的水利设施，它分为多种类型，施工过程极易遭遇复杂地质条件以及地下水渗透等问题，给施工过程带来极大困难。超前小导管注浆施工技术非常适用于包括软弱围岩、破碎地层等在内的一系列软弱不稳定地层的加固处理，优势在于适用范围很广，能取得显著加固成效。施工企业还须结合现场实况后施工需要，规范化应用超前小导管注浆施工技术，加强质量控制，保障技术应用成效。

参考文献：

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