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摘要：超前小導管注漿技術是農田水利工程隧洞施工中的常用方式，具有可靠、高效、簡便等特點，適用于節理發育、風化嚴重、地下水豐富等地質不穩定的軟弱破碎圍巖以及松散地層等的施工。本文主要介紹了超前小導管注漿技術以及其在農田水利工程中的應用，以供參考。
關鍵詞：超前小導管注漿技術；隧洞；農田水利工程；應用
在農田水利隧洞開挖過程中，由于不穩定的地質條件，經常發生隧洞坍塌現象，因此需要采取合理的措施進行處理[1]。超前小導管注漿技術是農田水利工程隧洞施工中常用的處理塌方方式，在隧洞開挖前為了改善圍巖狀況，穩定掌子面，提高施工環境的安全性，需要向掌子面斜上方或附近的圍巖打入小鋼管，將漿液注入其中，漿液塞滿巖體裂隙并硬化后，不僅能很好地加固巖體，而且能阻斷地下水的滲透，具有很好的堵水效果，但超前小導管注漿必須遵循一定的工藝才能達到穩固圍巖的效果。
1超前小導管注漿技術工藝要點
1.1封閉掌子面。為了使掌子面光滑穩定，在插入小導管或者鉆孔前會對掌子面噴射混凝土進行封閉。
1.2安裝小導管。對于圍巖劈裂程度較低的（Ⅳ級），可布設單排管進行注漿；對于圍巖劈裂程度較高的（V級），可布置雙排管注漿；若地下水豐富且地層非常松軟，則可布設多排管。為了便于將注漿管連接在一起，在小導管插入掌子面后，應外露一定長度。對于一些特殊的圍巖及其松散的工程，可先安裝小導管，后封閉工作面。
1.3注漿。注漿時，漿液可用水泥或水泥砂漿，也可用水泥和水玻璃漿液。注漿設備必須選擇符合實際要求的，在注漿前需要進行試驗。注漿壓力應嚴格控制在允許范圍內，一般為0.5～1.0MPa，止漿塞應能經受注漿壓力。
1.4注漿效果檢查。注漿結束后，應對注漿效果進行檢查，若達到要求，則進行下一步作業；若未達到要求，應進行補孔注漿。
2超前小導管注漿技術在農田水利工程中的應用
以某農田水利工程隧洞施工為例，隧洞橫斷面形式為類馬蹄形，圍巖巖性為粉細砂巖以及粉砂質泥巖，巖層軟硬互層，完整性較差。在隧洞開挖過程中，掌子面頂部突然發生塌方，并涌出大量地下水。在封閉工作面的過程中，頂部繼續坍塌，致使無法作業。塌方體基本穩定后，塌方長度16m。經現場查驗，該塌方段圍巖類別為Ⅴ類，隧洞軸線與巖層走向夾角約為20°，圍巖穩定性較差，塑性變形大，且較為破碎，圍巖地下水流水較多，局部有承壓水，受爆破振動與地下水雙重作業導致洞室大范圍塌方。根據隧洞圍巖性質、結構以及地下水流水情況，決定采用的施工方法為超前小導管注漿技術。
2.1施工過程。2.1.1安裝小導管。由于該工程不便直接封閉工作面，因此先安裝小導管，再封閉。采用外徑Φ50mm、壁厚4mm的無縫鋼管，前端加工成圓錐形并封焊嚴實，管身設溢漿孔，孔徑為5～6mm，孔間距為200mm，按梅花形布置，后端長400mm范圍內不設溢漿孔。小導管尾部管端用細鋼筋焊一圈加固環，防止施工時導管尾部變形。安裝時將制作好的小導管在拱架上部緊貼布置，環向間距5～10cm，外傾角按5°左右控制，用鐵錘打入或用風鉆頂入，為了達到穩固效果，打入導管后將鋼管與鋼拱架焊接牢固。2.1.2封閉掌子面。小導管安裝完成后，便可噴射混凝土封閉掌子面。為了防止混凝土堵塞導管口，先用編織袋將小導管外露部分進行包裹后再進行噴射。采用C20混凝土噴射封閉，厚度為10～15cm。掌子面封閉后，將包裹在小導管上的編織袋拆除，然后通入高壓風吹凈小導管中的石屑、細小石塊與積水。2.1.3注漿。注漿應現場拌制漿液，同時需選用性能良好、工作壓力滿足注漿要求的注漿設備，并進行現場試驗。本工程用泥漿攪拌機現場拌制漿液，漿液為純水泥漿，水灰比為1∶1，注漿時孔口壓力控制在0.8MPa以內。注漿分多次進行，同時需控制好注漿速度，不宜過快，注漿進漿量不能大于30.0L/min。當每根導管內已達到規定注入量時，可結束注漿。2.1.4注漿效果檢查。注漿結束后，應對注漿效果進行檢查，最終確保漿液填充、滲透、擠密圍巖。檢查時主要看每個孔的注漿壓力，有無漏漿、跑漿，也可用地質鉆取巖芯進行鑒定，還可用聲波儀探測。若注漿未達到要求，則應進行補孔注漿。
2.2開挖塌方體并支護。在小導管注漿完成并凝固好，達到開挖條件時，需要對掌子面的圍巖進行開挖[2]，開挖采用上下臺階法，開挖完成后應立即架設鋼拱架、掛鋼筋網、噴混凝土，同時加強變形觀測，以指導下一步的施工作業[3]。具體方法：開挖時上臺階要比下臺階超前3～4m。上臺階小導管下部開挖線應人工開挖，下臺階及核心土采用機械開挖，上下臺階應循環開挖，每次循環的挖掘進度不能超過50cm，同時每隔30厘米在縱向架設一鋼拱架，并掛鋼筋網、噴射C20混凝土；下臺階開挖時先在洞壁兩側開槽，開槽完成后立即架設鋼拱架，并在拱腳兩側位置打入2～3排φ24mm的鎖腳錨桿，然后噴射C20混凝土封閉。為防止松散的巖石掉落，在清理完堆積體后，需及時噴射C20混凝土封閉巖面，噴射厚度為10cm。
3結語
在農田水利工程隧洞開挖過程中，由于不良地質條件的影響，常會發生塌方及滲水、涌泥等不良地質災害，嚴重影響施工進度及施工安全，采用超前小導管注漿技術能夠很好地解決該問題。該技術適用于節理發育及風化嚴重等地質不穩定的隧洞施工，具有可靠、高效、簡便的特點，不但能夠保證施工安全，還能加快施工進度，因此被廣泛應用在各種水利工程隧洞施工中。超前小導管注漿施工技術的關鍵是通過小導管注漿，使小導管與周圍被加固的巖體形成共同加固體，即在隧洞擬開挖輪廓外部形成改良加固帶，從而解決周圍巖體松散的狀況，提高軟弱破碎巖層的穩定性。由于改良加固帶的剛性較大、整體性較好，并承擔了開挖引起的大部分松動荷載[4]，因而使拱頂下沉和洞周收斂變形得到了有效抑制。
參考文獻
[1]夏永旭,王文正,胡慶安.公路雙連拱隧道施工過程中隔墻的變形及穩定性[J].中國公路學報，2007，(5).
[2]楊宏玉.隧道超前小導管支護FLAC研究[J].山西建筑，2011，(22).
[3]楊德春.大斷面連拱隧道中墻厚度及支護參數優化研究[D].重慶：重慶大學，2008.
[4]王康.超大斷面小凈距隧道施工圍巖空間變形與荷載釋放機制及工程應用[D].濟南：山東大學，2017.
作者:黃治林 單位:甘肅省渭源縣峽口水庫運行調度工作站