根据地质条件、地下水状况、施工方法以及环境条件等因素，地层超前预支护及预加固可采取下列措施：

(1)超前小导管注浆加固。

(2)深孔注浆。

(3)管棚支护。

一、超前小导管注浆加固

 

（二）技术要点

(1)超前小导管应沿隧道拱部轮廓线外侧设置，根据地层条件可采用单层、双层超前小导管；

(2)超前小导管应选用直径为40～50mm的焊接钢管或无缝钢管，长度应大于循环进尺的2倍，宜为3～5m。

(3)超前小导管应从钢格栅的腹部穿过，后端应支承在已架设好的钢格栅上，并焊接牢固，前端嵌固在地层中。前后两排小导管的水平支撑搭接长度不应小于1m。

 

 

(5)小导管其端头应封闭并制成锥状，尾端设钢筋加强箍，管身梅花型布设φ6-φ8mm的溢浆孔。

(6)超前小导管加固地层时，其注浆浆液应根据地质条件、并经现场试验确定；并应根据浆液类型，确定合理的注浆压力和选择合适的注浆设备。注浆材料可采用普通水泥单液浆、改性水玻璃浆、水泥-水玻璃双液浆、超细水泥等注浆材料。

(8)注浆施工应符合下列要求：

1)注浆工艺应简单、方便、安全，应根据土质条件选择注浆工艺（法）。

在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；

在砂层中宜采用挤压、渗透（劈裂）注浆法；

在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法。

2)注浆顺序：应由下而上、间隔对称进行；相邻孔位应错开、交叉进行。

3)渗透法注浆压力：注入压力应保持在0.1-0.4MPa，注浆终压应由地层条件和周边环境控制要求确定，一般宜不大于0.5MPa。每孔稳压时间不小于2min。劈裂法注浆压力应大于0.8MPa。

4)注浆速度应不大于30L/min。

5)注浆施工期应进行监测，监测项目通常有地（路）面隆起、地下水污染等，特别要采取必要措施防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。

【案例1K413043】

1.背景

某供热管线暗挖隧道，长3.2km，断面尺寸为3.2m×2.8m，埋深3.5m隧道穿越砂土层和砂砾层，除局部有浅层滞水外，无须降水。承包方A公司通过招标将穿越砂砾层段468m隧道开挖及支护分包给B专业公司。B公司依据A公司的施工组织设计，进场后由工长向现场作业人员交代了施工做法后开始施工。

施工中B公司在距工作井48m处，发现开挖面砂砾层有渗水且土质松散，有塌方隐患。B公司立即向A公司汇报。经有关人员研究，决定采用小导管超前加固措施。B公司采用劈裂注浆法，根据以往经验确定注浆量和注浆压力，注浆过程中地面监测发现地表有隆起现象。随后A公司派有经验的专业人员协助B公司研究解决。

质量监督部门在工程施工前的例行检查时，发现A公司项目部工程资料中初期支护资料不全，部分资料保留在B公司人员手中。

2.问题

(2)B公司采用劈裂注浆法是否正确？如不正确，应采取什么方法？哪些浆液可供选用？

(3)分析注浆过程中地表隆起的主要原因，给出防止地表隆起的正确做法。

3.参考答案

(2)问题（2):

不正确。

注浆施工应根据土质条件选择注浆法，在砂砾石地层中宜采用渗入注浆法，不宜采用劈裂注浆法；注浆浆液可选用水泥浆或水泥砂浆。

(3)问题（3):

由背景材料可见：注浆过程中地表隆起的主要原因是注浆量和注浆压力控制不当。正确做法：通过试验确定注浆量和注浆压力。

二、深孔注浆加固技术

 

(3)注浆段长度应综合考虑地层条件、地下水状态和钻孔设备的工作能力予以确定，宜为10～15m，并应预留一定的止浆墙厚度。

(4)浆液的材料和类型应综合考虑土质条件、注浆要求、地下水状况、周围环境条件及效果要求等因素；且应经现场试验确定。

(5)隧道内注浆孔应按设计要求采取全断面、半断面等方式布设，并应满足加固范围的要求；浆液扩散半径应根据注浆材料、方法及地层条件，经现场注浆试验确定。

(6)根据地层条件和加固要求，深孔注浆可采取前进式分段注浆、后退式分段注浆等方法。

 

(7)钻孔应按先外圈、后内圈、跳孔施工的顺序进行。

(8)注浆未达到设计要求的区域，应采用钢花管进行补注浆，以确保注浆效果。

(9)注浆结束后，施工单位应进行注浆效果检查，经检查确认注浆效果符合要求后方可开挖。

三、管棚支护

 

（一）结构组成与适用条件

1.结构组成

(2)管棚是由钢管和钢格栅拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向掌子面前方敷设钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。

(3)管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。

2.适用条件

(2)通常，在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护：

1)穿越铁路修建地下工程。

2)穿越地下和地面结构物修建地下工程。

3)修建大断面地下工程。

4)隧道洞口段施工。

5)通过断层破碎带等特殊地层。

6)特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。

（二）技术要点

(1)施工工艺流程：

测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆（向钢管内和管周围土体）→封口。

(2)管棚应根据地层情况、施工条件和环境要求选用，并应符合以下要求：

1)宜选用加厚的φ80～φ180mm焊接钢管或无缝钢管制作。一般采用φ108×8mm钢管，相应的孔口管采用φ127×8mm钢管。

2)钢管间距应根据支护要求（如：防坍塌、控制建（构）筑物变形等）予以确定，宜为300～500mm。

3)双向相邻管棚的搭接长度不小于3m。

4)为增加管棚刚度，应根据需要在钢管内灌注水泥砂浆、混凝土或放置钢筋笼并灌注水泥砂浆。

5)钢管宜沿隧道开挖轮廓线纵向近水平方向或按纵坡要求设置。

(4)钻孔顺序应由高孔位向低孔位进行。

(5)管棚在顶进过程中，应用测斜仪控制上仰角度。顶进完毕后应对每根管进行清孔处理。

(6)钢管在安装前应逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进、不得混接。管棚接头应相互错开。

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