超前小导管预注浆施工方法及工艺设计在隧道隧道拱部采用旋喷桩、大管棚超前支护，随 开挖施工采用小导管注浆超前支护，有可能扰动已加固的地 层，引起渗漏水是否还需要套打小导管注浆，视开挖掌子 面围岩稳定性及止水效果确定超前小导管32912米，采用长4.0m，壁厚4mm，042热 轧无缝钢管制作，环向间距350mm，纵向间距1m注浆材料 为1:1:2水泥水玻璃和MC超细水泥浆，注浆加固半径为 200mm，单管注浆量为0.18m3o1.1施工工艺流程超前小导管预注浆施工工艺流程见图6-12o图6-12超前小导管预注浆施工工艺流程图1.2施工方法（1）钻孔、插小导管小导管钻孔前，进行孔位测量放样，孔位测量做到位置 准确按放样位置钻孔，并设方向架控制钻孔方向，使孔位 外插角度符合设计要求钻孔完成后，用高压风（或水）清 孔经检验后安装小导管2）注浆注浆前，认真做好机具设备的检修工作，并用清水进行 试运转，发现问题及时排除和修复，使其处于良好工作状态 对注浆管路系统，包括接头、阀门等，认真检查，如有破损， 予以更换以免注浆时在较高压力下发生脱扣的危险事故注浆过程中，随时注意检测浆液的凝结时间，是否与要 求相一致，否则，要及时检查，找出原因，予以排除，以符 合要求。
施工时配备专业电工，防止电路、电器设备发生问 题，中途停电，造成意外事故注浆管的止浆和固定：在注浆管口预定的位置，焊接带 有阀门的套丝管头，注浆时，将注浆管和套丝管口连接，并 用铁丝扎紧注浆时，打开阀门；注浆完成后，关闭阀门结束注浆后，尽快卸开孔口接头，开清水泵冲洗管路， 以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路阶段性注浆完成后，对机具设备，特别是搅拌机、注浆 管、接头、阀门、贮浆桶等，认真清洗干净，收好后撤出洞 外，并定期进行检查、保养，保证其处于良好状态，以备下 段注浆使用1.3掌子面注浆加固止水施工掌子面注浆加固止水设计采用小导管注浆47388m,小导 管采用壁厚4mm,长6m, 042无缝钢管制作，钢管孔口段2m 范围不设注浆孔，其余4m范围设置注浆孔纵向搭接长度 3m，间距为400x400mm梅花型布置，注1:1:2水泥:水玻璃:MC 超细水泥三液浆，注浆压力为0.3〜0・5MPa；注浆方式采用 全孔一次性注浆，每管每米注浆量为0.05m3掌子面临时封 闭采用C20网喷混凝土 30cm厚，钢筋网规格与初支相同 注浆效果：开挖后，工作面不坍塌，基本无渗漏水详见图 6-13图 6-13掌子面小导管加固断面图固断(1) 注浆方式采用全孔一次性注浆，每管每米注浆量 为0.05m3。
掌子面临时封闭采用C20网喷混凝土 30cm厚， 钢筋网规格与初支相同2) 注浆效果：开挖后，工作面不坍塌，基本无渗漏 水注浆参数：注浆终压取静水压力的2倍，静水压力在现 场测试按理想状态考虑单孔浆液的注入量，浆液在地层中均匀 扩散时的计算公式为：Q=^R2Lna(B+1)式中：R为浆扩散半径，L为注浆孔长度，n为地层裂隙率，取10%a为浆液充填率，取90%B为浆液损失率，取10%钻孔和注浆的要求：钻孔和注浆的顺序同一环先下部后 上部，间隔交替钻孔注浆，后序孔检查前序孔的注浆效果 应先注无水区后注有水区，钻一孔注一孔在钻孔过程中遇到涌水或卡钻时应停止钻进，进行注 浆、扫孔后再继续钻孔岩溶填充物内采取前进式注浆机具设备选用：钻孔设备根据本连廊施工机具设备配备 情况，以及开挖断面的具体情况，正洞和平导注浆地段，尽 量采用与其相适应的钻孔设备制浆设备：选用净浆搅拌机作为制浆设备，为了保证浆 液的均匀性和在注浆间隙时间不沉淀，另备搅拌储浆桶，容 量各为1・0m3在掌子面挂钢筋网，喷射C20号砼，厚度30cm，做止浆 墙打设小导管，2m止浆墙，4m注浆段，止浆墙施工按照 确定的施工方案布孔放入孔口钢管，与孔壁的间隙用麻丝 填塞，再用道钉楔紧，上留排气孔，外露0.2〜0.3m接法兰 盘连接注浆管。
钻孔：钻孔由外环到内环，由下部到上部间隔钻孔钻 孔要确保孔位准确，外插角度准确，各环钻孔深度达设计要 求当卡钻或有水涌出不能钻进时暂停钻孔，用注浆机注入 双液浆液后再用钻机继续钻进注浆压水试验：在正式注浆前用1Mpa的压力压水检查， 测定围岩吸水量，以确定浆液的初始浓度和预计注浆量测 定注浆压力损失情况，确定注浆终压，将岩层裂隙内的充填 物挤压至注浆范围以外，增加注浆效果制浆：开动搅拌机，准确计算，加入定量清水，然后按 水灰比加入水泥，连续搅拌3min后即可通过钢丝网过滤后 进入储浆桶中，在储浆桶中二次搅拌后，供注浆使用首先根据压水试验情况及围岩的裂隙发育情况估算单 孔注浆数量，然后开始注浆注浆时，先用水灰比0.70的 浆液试注，当注浆正常后再逐步调高浆液的浓度达到设计 0.38-0.4的要求注浆时随时观察泵压及注浆数量，分析 注浆是否正常如单孔注浆量过大，仍不达到终压的要求， 可暂停该孔注浆，过4〜6h用钻机清孔后再继续注浆注浆结束标准：当注浆压力逐步升高，达到设计要求的终压，需继续注浆10min，可结束本孔注浆；在单孔注浆量 与设计注浆量大致相同，同时每分钟注浆进浆量小于20L, 也可结束本孔注浆。
注浆效果检查：注浆效果检查：可根据后序钻孔的钻进 情况、涌水情况，判定注浆效果，另外也可根据整个断面内 所有钻孔结束后，导坑的渗水情况判定注浆效果注浆效果 好的地段，经开挖后可观察到裂隙及空隙充填效果良好，几 乎所有裂隙都充填有浆，开挖后掌子面无明显渗漏水如果开挖后仍有渗水现象，堵水效果达不到要求时，可 采用局部径向注浆处理，使其达到堵水设计标准1.3.1钻孔注浆一体化施工按设计参数实施掌子面小导管注浆一次加固距离短，设 置6m小导管一次开挖距离3m，又要进行下一循环小导管施 工，工序繁杂，隧道开挖相当困难，施工效率低，进度慢经查阅有关资料及咨询有关专家，项目部研究，建议改 为采用钻孔注浆一体化施工技术或掌子面注磷酸+水玻璃双 液浆技术钻注一体化施工技术加固掌子面具有一次加固距离长(15〜30m)，可适用多类型、多规格钻注设备，工艺工法简 单，钻孔注浆快速连续作业，提高工效，改善注浆效果的优 点1) 钻注一体化施工方法的工作原理钻注一体化的工作原理是通过在止浆墙上安装孔口管，在软弱地层中，可采用金钢石钻头直接钻孔至设计深度后， 在孔口安装止浆塞，将孔口密封，然后停止供水，从供浆管 中直接注入浆液，浆液从钻杆中流向钻头进入地层，同时浆 液在回流过程产生反力中使止浆塞膨胀，对钻杆外壁和孔口 管内壁产生挤压力，封堵孔隙，起到止浆作用，然后，边注 浆边旋转钻杆，达到设计注浆压力或注浆量后，后退钻杆 1. 5〜2m （1根钻杆长度），拆下1根钻杆，直到退到孔口， 拆下止浆塞和钻杆，完成整个孔的注浆。
这样实现了钻孔注 浆的快速连续作业，达到了钻注一体化钻注一体化原理如 图 6-14.图6-14 钻注一体化施工原理施工准备铺设工作平台 —V测量放线、标注钻孔位置1钻孔就位固定 一►开孔钻孔e 108mm,长180cmV孔口管上缠麻丝 —►安设孔口管，长度2mV配置浆液钻孔至设计深度 ►JL安装止浆塞、排水装置V图6-15 钻孔注浆一体化工艺流程图(2) 具体施工步骤① 施工混凝土止浆墙：首先封闭掌子面，根据水压大小 和掌子面稳定情况，可采用喷混凝土或模筑混凝土作为止浆 墙，喷混凝土一般适合于涌水压力小于0.2MPa的地层，其 厚度一般不应小于20cm，二次模筑混凝土一般适合于涌水压 力大于 0. 2MPa的地层② 安装孔口管：如为二次模筑混凝土，应在止浆墙上钻 1〜2m的浅孔，安装孔口管孔口管直径应比钻头直径大10〜 20mm，孔口管长度一般为1.5〜2・0in，其外露长度一般不 小于20cm③ 安装高压球阀止水装置：通过法兰盘将高压球阀或止 水装置连接在孔口管上④ 安装止浆套筒：通过法兰盘将止浆套筒安装在孔口管 上，止浆套筒上装有泄压阀，注浆前处于开启状态，注浆时 处于关闭状态⑤ 钻孔：通过止浆套筒及高压球阀（防突装置），开始钻 孔，钻至设计深度后，加大用水量冲洗钻碴及泥砂，钻碴全 部冲出后，停止钻进。
如没有涌水突泥危险，可不装高压球 阀（防突装置）⑥ 安装止浆塞：在孔口位置，把钻杆卸开，把止浆塞和 注浆压盖套钻钻杆上（如止浆塞或注浆压盖带有缺口，可直 接套在钻杆上），然后，将止浆塞用力推入止浆套筒中，套 上压盖并连好螺栓，保证止浆塞内外壁与钻杆外壁、止浆套 筒内壁紧密结合，起到止浆作用⑦ 打开供浆管路：将三通分水器的风水管路关闭，打开注浆阀门⑧ 压水试验：所有的连接件都已连接完全后开始进行压 水，注意观察止浆套筒上的泄压阀，当泄压阀内有水流出时， 关闭泄压阀，开始进行注浆，如果接头部位均不漏浆，说明 管路畅通且密封良好⑨ 注浆：注浆过程中要低速转动钻杆，防止钻杆被注浆 过程中顶出的碎石块或凝结的水泥块卡住，应注意钻杆扭矩 变化及动力头的抖动程度，若注浆压力和注浆量达到设计要 求，边旋转边后退钻杆，当后退3〜4m时，可停机，卸掉孔 外多余钻杆，连接好剩余钻杆，继续均匀后退钻杆注浆，如 此循环，直至钻杆后退至设计孔口位置，每次拆卸钻杆之前， 应供少量水，一方面降低钻头附近浆液的水灰比，防止钻杆 被抱死，另一方面避免拆卸钻杆过程中的浆液回流浪费，一 般情况下，最大注浆压力应控制在4MPa以内。
⑩ 泄压：当整个孔的注浆全部完成时，在拆卸钻杆之前， 必须先打开泄压阀泄压，再卸钻杆，防止高压浆液喷射伤人ig（1）掌子面注磷酸+水玻璃双液浆具有以下特点：•扩散效果好（液体分子小于固体分子，压力作用下 渗透性较好）•施工距离长（采用孔口密封工艺，可一次性施工25 米）•止水效果好(可在几秒内迅速固结形成胶状固结体)•固结体强度低(通过实验检测，化学浆固结体强度 在2〜4MPa)(2) 主要参数•磷酸、水玻璃为主要制浆原料，水玻璃40Be’(P=1.38 g/cm3), 85%磷酸(弱酸，P =1.7 g/cm3)；•注浆前先将水玻璃与水1:1稀释成水玻璃溶液，磷酸 与水1:10稀释成磷酸溶液，然后两种溶液以1:1的比例进 行土体加固注浆•采用后退式注浆，即采用双管钻具一次成孔成孔21米 后，通过专用分水器将两种液体注入孔内，每次后退50〜 70cm，每次注浆时间不少于10min；•注浆时将孔口用布条简单封堵，依靠浆液自身堵塞孔 内间隙，至孔口 1米结束•采用双液泵进行注浆，排量在10〜40L/min;(3) 掌子面注磷酸+水玻璃双液浆工艺流程掌子面注磷酸+水玻璃双液浆工艺流程详见图6-16。
用 导向水平钻机钻孔，注浆施工工法与普通“水泥+水玻璃” 基本相同图6-16 注浆施工流程图(4) 注浆量的计算原则根据设计，本工程单孔按照0・2m3 /m注浆量进行施工； 单孔注入量按4m3进行初期施工，根据压力和地表检测结果 进彳丁调整；(5) 注浆压力的选定掌子面加固止水改良采用“磷酸+水玻璃”双液化学浆， 按800mm*800mm距离设计施工，扩散半径为1.0米根据设计，本工程双液浆注浆压力值初期选定为0.5MPa (净压力)，根据注浆情况和地表检测结果进行调整1.3.3地下隧道出洞施工由于在F1-5侧墙外侧有一排基坑施工时围护桩，围护 桩距侧墙距离1.5米，侧墙厚0.6米施工超前支护旋喷桩 和大管棚至围护桩，开挖至F1-5基坑围。