浅谈超前小导管技术在隧道施工中的应用

浅谈超前小导管技术在隧道施工中的应用

梁文辉

中铁隧道股份有限公司  河南郑州450007

摘要：在现代交通工程体系中，隧道工程始终占据重要地位，此类隧道工程适用于公路、铁路、水利工程等不同领域。实施隧道施工时，要重点注意周边围岩变形条件，充分保障施工稳定性和安全性。在隧道施工中可以积极应用新型技术方法，如超前小导管施工技术，此类施工方法将传统类型钻孔注浆技术进行优化升级，避免对周边岩体和地质条件造成更大扰动，降低隧道工程各类问题发生几率。对此，本文从超前小导管技术及应用优势入手，深入探究超前小导管技术在隧道施工中的运用要点，以期为隧道施工技术应用提供参考。

关键词：超前小导管；隧道施工；支护技术

引言：隧道工程施工建设区域往往存在一定特殊性，如山岭、水下、城市等，隧道工程施工难度更大，很多工程需穿越软弱破碎围岩，施工过程中可能造成围岩扰动，进而引发地下围岩变形，甚至有可能增加隧道施工风险，如隧道、塌方等等。在隧道施工中应用小导管施工技术能够有效改善软弱岩体和土质结构，为后续隧道挖掘和围岩支护提供良好保障，且施工操作更加简单便捷，值得在隧道施工中进行全面应用和推广。

1 超前小导管技术内涵

超前小导管技术与超前支护施工技术有较大相似之处，指的是在隧道开挖之前，采取特定措施进行周边围岩加固和稳定，避免因隧道开挖、土方挖掘而造成围岩变形、坍塌等等，进而保证施工过程中的安全性和稳定性。超前小导管施工技术主要划分为插管和注浆两项施工进程，通过小导管插入和注浆保障周边围岩和前方围岩的稳定性，形成环状或蛇形状的支护管棚。很多隧道工程中需要针对松散、无粘连的岩土进行施工，此类地质条件极大，增加了隧道工程支护难度，而应用超前小导管技术可提前向周边岩体和土体注入浆液，增强土体岩体的结构强度，打造拱形结构的防护层，综合应用作用更为明显，有效保障施工安全[1]。

2 超前小导管技术在隧道施工中的运用优势

超前小导管施工技术与其他隧道支护方法相比，更加简单便捷，例如当前很多隧道工程中进行周边岩体和土体支护时，需要先挖掘再支护，或二者同步进行支护，因此对周边岩体和土层要求相对较高，岩体和土体的稳定性越高，则隧道工程安全性越高，再加上很多隧道工程无法因岩体或地质因素而临时改线，对此可以应用超前小导管施工技术进行先支护后挖掘，可针对不同岩土条件进行插管定位、注浆支护，也可根据不同土质条件进行施工方案调整，提高超前小导管施工技术在隧道工程中的运用水平。例如隧道工程周边岩体相对松散，含水量高，地质土体稳定性不强，可以应用超前小导管管棚支护技术，并针对此类岩体脆弱且土质不粘连的施工区域进行技术化调整，合理规划插管孔位，注入浆料，使得周边土体和岩体形成综合强度更强的拱形支护结构，进而保障隧道施工安全[2]。

3 超前小导管技术在隧道施工中的运用要点

3.1 孔位设置与钻孔

超前小导管施工技术应用水平与隧道工程前期孔位布置和注浆效果有直接联系，导管内注浆水平与孔位规划有直接关系，为保障超前小导管技术应用水平和质量，需要提前规划孔位分布，针对于此，隧道施工人员需提前进行地质勘查，全方位了解施工所处区域岩土条件，从而合理规划超前小导管技术钻孔位置和孔洞情况，随后可开展钻孔施工。钻孔施工中应用电钻或其他施工设备进行钻孔，孔洞直径可根据超前小导管技术中所应用的钢花管直径保持一致，一般需在钢花管直径范围基础上增加15mm±5mm，深度则需要维持在管道长度的85%±5%左右，以避免因管道与孔位不一致所造成钻孔不达标、安装工作受限问题。很多隧道工程中出现钻孔深度不达标的情况，主要因为前期钻孔深度未达到预期设计标准，进而造成钢花管与支护拱架之间的搭接度不足、二者焊接不牢固，影响工程质量，对此需在孔位规划和钻孔作业完成之后，及时开展质量检验，并选派专业人员进行孔内杂物清理，及时去除孔内岩土和杂质，保障孔道畅通[3]。

3.2 管道加工与安装

隧道施工中超前小导管技术主要应用钢花管，钢花管需着重注意锥形尖头、管身孔洞和尾部位置。首先在锥形尖头方面，钢花管分布多个孔洞，以实现后续注浆，同时锥形尖头位置需要设置孔洞，以保障注浆的全面性和针对性，但是在后续注浆过程中受反作用力影响容易发生浆料喷出问题，对此可以在支护工作完成之后，进一步砌衬永久支护设施并去除钢花管，着重注意钢花管的锥形尖头的加工水平和方向。其次，钢化管管身孔洞需分布合理、数量充足，孔洞直径满足后续注浆需要，可提前对照注浆浆液浓稠度等进行钢花管孔洞设置，可预留30cm作为止浆区域；其它区域可分别间隔20cm左右设孔，孔洞直径设置为7mm±1mm。在尾部加工中，要便于钢花管后续取出，同时要着重注意注浆时管道脱落问题，因此可以直接在钢花管尾部位置焊接钢筋加筋箍，保障管道安装的稳定性水平。钢花管制造完成后，需着重检查内部管道是否通畅，及时去除杂物、污物，并重点检查钢花管与孔洞之间的适配性，确保能够满足管道安装标准需求，在钢花管尾部位置预留一定焊接长度，将其与支护拱架进行焊接。

3.3 注浆施工

钢花管安装完成后，需及时开展注浆施工，这一环节直接影响隧道工程支护效果，对此需提前规划支护浆料配比水平，以进一步保障支护加固效果。超前小导管施工技术与其他超前支护技术相比，浆液配比科学程度更高且施工要求更高，需结合工程所处施工面岩土条件进行精准分析和合理配比。完成浆料配比后，需配置样品进行实地检验，以保障后续注浆效果和加固效果。注浆施工时要着重注意注浆压力，可控制在0.5~1MPa之间，浆料注入速度过快会使得内部存在空隙，导致浆料渗透效果不足；而压力过小会导致浆料在管道中聚集，增加管道堵塞几率。超前小导管技术注浆时会存在一定外泄情况，因此可应用混凝土进行掌子面封闭，集中喷洒5~10cm左右封闭层，降低浆料外泄几率。注浆施工前要进行注水实验，严格落实注浆工艺，可应用清水进行管道内壁冲洗，随后注入浆料，注浆时间一般为10min左右，也可根据实际注浆进度进行合理调整，如浆料量已经达到预设量的80%左右可停止浆料注入，避免出现管内逆流，注浆结束后需及时封堵管道。

超前小导管施工技术针对岩体脆弱且土质不粘连的施工区域进行调整，合理规划插管孔位，注入浆料，但是注浆过程容易发生施工问题，如常见施工问题为串浆和管道堵塞。串浆主要指的是浆液沿着其他孔道往外渗流，针对于此可以在注浆施工中应用多台设备进行同步注浆，或针对发生渗流的管道进行重新清洗和导管清洗，再开展注浆施工。导管堵塞与浆液泵速过快有较大联系，岩土内浆液渗透度不足，但管道内浆液过度积压，会加重堵塞情况发生几率，一旦发生堵塞问题要及时停止注浆，合理调节浆液泵送压力，及时排查泵送设备问题或人员操作问题，并开展重新泵送浆料。

总结：总而言之，隧道工程施工建设中，工程稳定性和安全性是重中之重，很多隧道工程涉及软土围岩，地质水平综合稳定性更差，容易发生隧道塌陷问题，直接威胁施工人员安全，对此可以应用专项支护施工手段。超前小导管施工技术为新型隧道施工方法，安全性更高，能够有效改善软弱岩体和土质结构，强化岩土结构强度，施工简单便捷，灵活度更高。本文全面分析了超前小导管技术内涵及应用优势，并深入探讨超前小导管技术应用要点，如孔位设置与钻孔、管道加工与安装、注浆施工等，希望能够进一步推进超前小导管施工技术在隧道施工中的全面应用。

参考文献：

[1]肖勇锋.超前小导管技术在隧道施工中的应用[J].交通世界,2020(34):123-124.

[2]温小峰.超前小导管预注浆技术在水工隧洞施工中的应用[J].江西建材,2023(2):289-290+295.

[3]龙旭斌.超前小导管技术在隧道施工中的应用[J].水上安全,2023(12):4-6.