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 导管制作
封闭掌子面 成孔 超前导管安设 堵孔 注浆 封堵注浆管
浆液制备 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 =πR2Lnαβ
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。
允许偏差（mm） 项目 检查方法 国标、行标 企标 管长 — ±40 用钢尺量 花眼间距 — ±15 用钢尺量 孔位偏差 — ±40 用钢尺量 孔位方向（°） — 2° 经纬仪测钻杆或实测 孔深 — 0，＋50 用钢尺量
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。