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摘要：隧道施工中，双层小导管超前支护法是一种在软弱围岩中进行隧道掘进的超前支护方式。在隧道施工中穿越富含丰富地下水软弱地层、岩层不完整破碎带，双层小导管超前支护能起到重要的安全防护作用。利用钢管和钢拱架形成整体，对岩层进行支撑保护，防止坍塌和缓冲。本文从施工原理、施工流程、质量控制等方面阐述双层小导管超前支护法在隧道施工中的应用。
关键词：双层小导管隧道应用
一、双层小导管超前支护的作用和适用范围
目前国内大断面隧道施工，传统工法主要以三台阶七步开挖法为主，三台阶七步开挖法主要用于大断面软质岩、裂隙发育、破碎砂砾层等，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段的隧道施工。
该法较之双层壁导坑法、CD法、CRD法等施工空间大，可以减少人工作业，且能够同时多施工平行作业，部分软岩或土质段可直接机械开挖，功效较高。其初期支护的工序操作较便捷，预留核心土有利于工作面的稳定，当隧道内岩层变化较大时，具有足够的作业面抢抓工期，尽快闭合支撑，满初级支撑到位。
双层小导管支撑保护工艺主要用于软弱地层、软岩、破碎地带层隧道施工，边开挖边利用钢拱架喷锚等共同支护，岩层与小导管及钢支架形成整体支撑，对隧道岩层开挖起到有效支撑保护的方法。
二、工艺原理
超前双层小导管工艺原理：通过提前施作的双层导管支护工艺，可以在开挖轮廓线内部形成客状结构，形成梁拱效应，为前方松散围岩以及后方围岩提供支撑点；双层小导管支护施工注浆浆液经过管壁孔压进入隧道围岩裂隙之中，胶结以及固结岩层，改善该处结构的物理力学性质，提高整体强度和承受能力；施工过程中发生岩层坍塌时，双层小导管与钢架及岩层形成整体，可以阻止岩层非整体坍塌和起到缓冲效果。
三、工艺流程及操作要点
1、工艺流程
图3.1双层小导管施工工艺流程图
2、操作要点
2.1、准备工作
（1）、现场查勘，熟悉水文地质条件。
（2）、熟悉同类型施工技术参数，通过地勘资料，了解隧道岩层地质。
（3）、制定应急预案、施工专项方案。
2.2、施工准备
（1）、原材料的采购，设备选用。
（2）、材料的检测抽验，相关配合比的选用。
（3）、施工准备工作。
2.3、超前地质预报
（1）、分段进行超前地质预报。
（2）、长期预报采用TSP地震波法进行长距离预报，每隔50-100米进行一次地质探测，确保有足够的重叠范围。
（3）、中期预报距离开挖面前方30-100米采用水平声波反射法（HSP）、LDS-A1陆地声呐仪和HY-30红外线探测仪探测相结合的方法进一步探测分析。
2.4、监控量测
布设监控点，根据要求频率及时测量，并分析反馈结果，必要时调整开挖及支护参数以确保施工安全。监控量测表3.1。
2.5、开挖断面及双层小导管位置轮廓线放样
（1）、放样开挖轮廓线；预留开挖核心土，核心土的高度控制在管棚顶以下1m处；开挖排水明沟，以便排放作业面积水。如图2.1超前小导管正面布置图。
（2）、现场测量工程师通过计算开挖断面，根据现场的交桩控制点，采放样处钢拱架的安装位置、标高。
（3）、支架工班队根据设计要求，由测量工程师给予支架安装位置，进行固定，焊接作业。
（4）、根据设计要求，在工字钢上确定小导管间距及位置。
（5）、导向管安装完毕后，报验检查，浇筑混凝土。
2.6、搭设作业平台
钻机平台选址，场地清理，地坪硬化，确保钢管支架支撑基础牢固不下沉。搭设平台，安装钻机。
2.7、钻孔
（1）、钻孔前，精确测量每个孔的平面位置、倾角、外插角。
（2）、控制管孔的角度。
（3）、凿岩钻机就位，按确定好的方位角进行钻孔作业。
（4）、钻孔速度宜先慢后快。钻孔达到深度要求后，退出钻杆，准备对下一个孔进行作业。
（5）、钻进过程中及时检查纠偏偏。
2.8、小导管加工
将长度3米的42mm小导管前端加工成锥形，长度约10cm-20cm,导管四周钻设，成梅花型布置，孔距10cm-20cm,孔径10mm～20mm。小导管构造图如下图2.2。
2.9、安装
（1）、小导管孔成孔后，先使用吹管逐个清孔，确保孔洞内无杂物。
（2）、清孔结束后安装小导管，其顶入长度不少于管长的90％,相邻钢管的接头前后错开,内外层钢管的街头也前后错开，钢管接头至少错开1m。
（3）、使用锚固剂封堵小导管孔口边缘，在小导管口安装止浆阀，准备注浆。
2.10、注浆
（1）、安装好所有小导管后即对孔内注浆。
（2）、注浆材料为M30水泥浆。其中水泥浆水灰比控制、注浆压力均应满足设计及规范要求。
四、超前小导管施工控制要点
（1）、钻孔前，确定孔的位置、角度、间距。
（2）、钻孔外插角宜为1°～3°。仰角控制在1°～1.5°。避免偏移较大。
（3）、控制平面位置，不得偏离和交叉。
（4）、及时量测孔的角度，发现偏离较大时，及时纠正。
（5）、钻孔控制压力和速度，避免断杆。
五、质量检查及验收标准
5.1、超前小导管施工质量检查
（1）、钢管的型号、规格及外观质量等符合设计和规范要求。
（2）、超前小导管与钢架焊接牢固，配合使用。
（3）、钢管插入钻孔内的长度应超过设计长度的90％。
（4）、采用设计强度标准配置注浆液，强度不小于设计和规范要求，管内灌浆应该饱满。
（5）、小导管孔洞应严格遵照设计间距进行钻孔。
（6）、注浆压力检查，满足设计压力要求时才能结束注浆作业。不满足要求，应进行补孔注浆。
5.2、相应规范质量检验标准
（1）、主控项目
钢管材料进场后，报验施工单位现场质检员及监理工程师验收，并按规范要求按批抽取试件作力学性能和工艺性能试验，检测不合格原材杜绝使用。
注浆浆液的配合比应做配比试验确定，强度满足设计要求，方可使用。
（2）、一般项目
允许偏差符合规定要求，详见下表5.1的规定：
六、施工安全措施
1.建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。
2.现场施工确保作业安全，由专职安全员旁站。
3.施工区域设置警示标志，严禁非工作人员出入。
4.施工中对机械设备进行定期检查、养护、维修。
5.坚持安全教育，加强全员安全意识教育。
6.严格按设计及施工规范要求进行施工，认真执行相关的施工安全规程
7.加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；
8.拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联络信号，板钳卡钻方向正确，防止管钳及扳手打伤人；
9.钢管内注浆时，操作人员戴口罩、眼镜和胶手套；
10.氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。
11.施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。
12.室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。
13.施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。
14.严格按作业指导书进行施工，提前作好安全技术交底。
15.注浆施工严格遵守施工程序，有专业技术管理人员现场控制质量，质检员、安全员监督旁站。全面保证注浆作业安全、施工质量达标。
七、结语
超前小导管支护施工在国内隧道出洞及穿越破碎带、松散带、软弱地层支护施工中为较常见的施工支护方法，与中管棚超前支护、CD法开挖方案相比，该方法具有节约工程投资、节省施工时间，简化施工工艺等优点。在三台阶七部开挖法施工过程，在小导管支护下开挖，可以防止地表突然沉降和岩层随时坍塌，起到预防和缓冲作用。双层小导管一次超前量较小，支护过程中节省材料。亦可减少安装工作强度，避免作业干扰。总之，采用超前小导管支护法施工，施工速度快、支护效果好、施工成本降低。
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