暗挖隧道小导管超前注浆施工工艺标准
1. 适用范围
本标准适用于暗挖软弱围岩隧道开挖前的超前加固。

2. 施工准备
2.1 材料
2.1.1 小导管：一般采用φ30～φ50mm的焊接钢管或无缝钢管制作，长度3～5m。

2.1.2 水泥：宜采用强度等级为32.5级以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。

水泥应有产品合格证和出厂检验报告，进场后应对强度、安定性及其他必要的性能指标进行取样复验。

其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的规定。

2.1.3 水玻璃：浓度40～50Be′的水玻璃。

2.1.4 硫酸：采用98﹪的浓硫酸。

2.1.5 其他材料：改变浆液凝结时间的外加剂，如促凝剂、缓凝剂等。

2.2 机具设备
2.2.1 空压机：应能提供持续风压，出风口压力不小于3MPa，风量1～3m3/min。

2.2.2 注浆机：压力值应不小于2 MPa的双液注浆机，泵量80～150L/min，泵压3～5 MPa。

2.2.3 浆液搅拌机：能连续不断地对浆液进行搅拌，容量为0.8～2m3。

2.2.4 专用设备：
钻机：宜选用体积小、重量轻的钻机，有效成孔长度不小于5m。

2.2.5 其他机具
2.2.5.1 高压浆管（输送浆液）一般采用钢丝缠绕液压胶管或铠装橡胶管，其工作压力不低于终压压力。

2.2.5.2 压气胶管（输送压缩空气）用3～8层帆布缠裹浸胶制成，工作压力
1.0MPa以上，内径16～32mm。

2.2.5.3 钻头：形状有圆锥形和平头形，前者适用于地层为透镜体或个别卵石层，后者适用于粘性土或砂性土地层。

2.2.5.4 钻杆：可用φ50mm或φ42mm的地质钻杆。

2.2.5.5 风镐、搅拌桶、压力表、量桶等。

2.3 作业条件
2.3.1 注浆压力表性能良好，高压管畅通。

2.3.2 工作面、用电满足施工要求，照明光线充足。

2.4 技术准备
2.4.1 已编制好注浆方案，并对有关人员进行技术交底。

2.4.2 导管布设测量放线工作已完成。

2.4.3 已根据地质条件选择浆液种类，并确定配比。

3. 操作工艺
3.1 工艺流程
3.2 操作方法
3.2.1 封闭掌子面：喷射混凝土封闭掌子面，喷射混凝土厚度一般为50～100mm。

3.2.2 成孔：卵石含量较大的砾质土、粘性土层一般采用钻机钻孔，先用高压风清孔，然后用风镐将超前小导管打入孔内。

自稳能力差的砂类土，一般采用吹管法成孔；有一定自稳能力且硬度不大的土层也可直接将管打入。

3.2.3 导管制作：在管壁钻孔间距为100～150mm，孔径为6～8mm的花眼，梅花状布置。

导管前端应加工成锥形，导管后部不小于600mm长不设出浆孔，后端部套丝扣。

见下图。

3.2.4 超前导管安设：超前小导管应按设计要求布置，如设计无明确要求时，平顶隧道一般设于顶部范围内，拱形隧道一般布置于拱部120°范围内，两排小导管纵向水平投影搭接长度宜不小于1m。

小导管沿开挖轮廓线从格栅腹部穿过。

小导管环向间距宜为每米3根，长度3～5m，仰角8°～12°。

3.2.5 堵孔：超前小导管和孔壁之间的空隙应进行封堵，以防止浆液从管外溢出。

3.2.6 浆液制备：浆液一般分为改性水玻璃浆液、水泥-水玻璃浆液及水泥浆液。

3.2.6.1 改性水玻璃浆液
（1）改性水玻璃浆液为硫酸与水玻璃配制而成，首先将98﹪的浓硫酸缓缓倒入盛水的量桶中，并用玻璃棒搅拌，最终稀释成18﹪～20﹪的稀硫酸。

（2）将浓度40～45Be′的水玻璃稀释成18～20Be′。

（3）根据现场地质条件和凝结时间要求，经过试验后按照一定比例将稀硫酸与水玻璃配制成改性水玻璃溶液，PH值控制在2.5～4.0。

（4）为防止浆液在未注入土层之前凝固，应用小型搅拌机不停地搅动，也可以用气泵从浆液底部送风使浆液翻动。

（5）改性水玻璃浆液初凝时间宜控制在8～10min，根据实际情况可加入少量的速凝剂或缓凝剂来调节。

3.2.6.2 水泥-水玻璃双液浆：水泥浆水灰比宜为1﹕1～1.5﹕1，根据现场地质条件，经过试验确定双液浆配比，水泥浆与改性水玻璃浆液体积比宜为1﹕1～1﹕0.5。

3.2.6.3 水泥浆：根据地层条件确定配比，并掺入适量的促凝剂。

有特殊堵水要求时可采用超细水泥。

3.2.7 注浆
3.2.7.1 注浆方法
（1）改性水玻璃浆液：主要适用于砂类土，因凝结较快，一次不宜大量配制，应根据每个注浆孔的注浆量逐孔配制。

注入时宜采用吹管法，先将浆液倒入容器中，该容器一端接送风管，另一端接注浆管，采用瞬间高压风将浆液吹进土体。

（2）水泥-水玻璃双液浆：由于水泥浆和水玻璃浆液混合后凝结速度极快，水泥浆和水玻璃浆液在注入土体前不能混合，注入时必须采用双液注浆泵。

（3）水泥浆：主要适用于空隙率较大的地层，其特点是强度比较大，注入时宜采用泥浆泵。

3.2.7.2 注浆顺序：注浆时相邻孔位应错开，交叉进行。

注浆顺序一般由上而下，以间隔对称注浆为宜。

3.2.7.3 注浆量：单根小导管注浆量
Q =πR2L nαβ
式中R——浆液扩散半径；
L——注浆管长；
n——地层孔隙率；
α——地层填充系数，一般取0.8；
β——浆液消耗系数，一般取1.1～1.2。

3.2.7.4 注浆压力
（1）注水泥浆或改性水玻璃浆液：初压宜为0.1～0.3MPa，砂质土终压一般应不大于0.5MPa，粘质土终压一般不应大于0.7MPa。

（2）注水泥-水玻璃浆液：初压0.3～1.0MPa，终压1.2～1.5MPa。

3.2.7.5 注浆控制指标
（1）单根结束标准：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压，注浆量达到设计注浆量的80﹪以上，可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量，并无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。

（2）本循环结束标准：所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象，即可结束本循环注浆。

3.2.8 封堵注浆管：采用止浆塞封堵注浆管。

4. 质量标准
4.1 主控项目
4.1.1 小导管所用钢管的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。

检验方法：观察，钢尺检查，检查出厂合格证。

4.1.2 注浆用水泥、外加剂等原材料必须符合设计要求及有关规范、标准的规定。

检验方法：检查出厂合格证、试验报告等。

4.2 一般项目
4.2.1 超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。

检验方法：观察、尺量。

4.2.2 浆液配比、注浆量及注浆压力应满足设计要求。

检验方法：查看压力表、检查注浆记录。

4.2.3 开挖过程中应注意观察浆液扩散情况，观察地层是否达到了有效固结，有无漏水和流砂现象，以便修正下一循环注浆参数。

4.2.4 重要部位注浆效果可采取取芯的办法检查。

4.2.5 超前管注浆施工偏差应符合下表的要求。

5. 成品保护
5.1 注浆完成后，不到规定固结时间不得开挖。

5.2 开挖时应严格控制进尺在有效注浆范围内进行。

6. 应注意的质量问题
6.1 成孔前应核对点位，并控制安设角度和方向，确保浆液的渗透半径达到设计要求，防止加固体不均匀。

6.2 应严格控制注浆压力，以防止破坏封堵面。

6.3 应使用专用的计量器具，并按照设计要求进行配浆，以确保浆液配比准确。

7. 质量记录
7.1 原材料出厂合格证、质量检验报告。

7.2 钻孔记录。

7.3 注浆记录。

8. 安全、环保措施
8.1 安全操作要求
8.1.1 施工人员应戴安全帽，并根据所从事的工作穿戴相应的个人防护用品。

设专人负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。

8.1.2 空压机、注浆机等应由持有上岗证的专职人员进行操作。

8.1.3 配制浆液时，应穿戴合格有效的防护用品，非专业配浆人员不得动用各种机具。

8.1.4 各种设备、设施应通过安全检验及性能检验合格后方可使用。

8.2 技术安全措施
8.2.1 打管和注浆时应注意调查地下管线和地下构筑物，采取有效的保护措施，若发现前方有异物，查明情况制定措施后方可继续施工。

8.2.2 采用浓硫酸稀释时应先将浓硫酸缓缓倒入水中，严禁将水直接倒入浓硫酸中。

8.3 环保措施
8.3.1 应优先选用对环境影响小的浆液。

8.3.2 浓硫酸应存放于仓库中，并有专人看管，严防丢失。

8.3.3 超前小导管宜在后方基地加工，避免现场制作时的强噪声污染。

8.3.4 应采取有效措施防止浆液遗洒。

8.3.5 浆液的配制量应计量准确，随拌随用，剩余的浆液不得随意泼洒。