隧道注漿導管的應用

殷志鋒

(吉林鐵道職業技術學院，吉林 吉林 132200)

我國在工程實踐中對注漿技術的成功應用，始于上個世紀50年代。之后，伴隨經濟發展，我國工程建筑事業逐漸繁榮起來。大量基礎設施建設，以及各種工程項目的實施，為注漿技術的發展提供了豐富的實踐條件。同時，在工程建設中，不斷出現的新情況，也為注漿技術的應用提出了各種新難題，從根本上推動了這項技術的發展。為了解決隧道工程中遇到的各種不良地層，人們不斷探索、創新，并成功開發出小導管注漿技術，用于隧道工程中的地層加固。隨著工程建設事業的飛速發展，小導管注漿技術也不斷進步和完善，成為隧道工程中常用的一項技術，保障了各地隧道建設項目的順利進行。

一、導管注漿技術概述

小導管注漿技術，主要應用于隧道建設項目中，用以處理隧道開挖過程中遇到的不良地況。概括來說，小導管注漿技術的主要思路在于：在隧道開挖過程中遇到不良地況時，為避免出現塌方等工程事故，需要暫停開挖，之后，沿著開挖的輪廓線，把管壁帶孔的小導管嵌入地層中；然后，把特制的具有固化作用的漿液注入小導管中，在注入壓力的作用下，這些漿液會沿著導管壁上的孔滲入地層中，加固地層，提高地層穩固性，起到優化地層狀況的作用。

二、導管注漿技術的應用原理

小導管和漿液，是小導管注漿技術的兩個關鍵點，因此，這一技術的原理主要體現在以下兩個方面。

(一)導管的應用原理

在隧道工程中，小導管的作用主要在于兩個方面。一方面，小導管具有錨桿的作用，在狀況不良的地層中，它通常起到連接、組合、整體加固等作用。具體來說，連接作用，是指小導管被嵌入地層中以后，可以將它所經過的巖層、巖塊連接起來；組合作用，是指小導管被嵌入深度巖層，會將所經的各巖層組合起來，構成組合拱或組合梁；整體加固作用，是指從整體上規劃嵌入小導管的數量和位置，可以對隧道四周一定深度的圍巖進行擠壓、粘結、加固，構成一個承載環。另一方面，小導管具有導流漿液的作用，在壓力作用下，漿液被注入小導管，并沿著小導管壁上的孔滲入地層中，在這個過程中，小導管起到了導流的作用。

(二)漿液的應用原理

在隧道工程中，漿液的應用原理主要在于三個方面。第一，填充原理。在隧道挖掘過程中，若所遇地層大多由卵石、碎石、砂礫等物質構成，其中會有很多空隙，導致地層極易松散垮塌。把漿液注入這種地層中，可以起到填充空隙的作用，增強地層的牢固性。第二，滲透原理。若所遇地層中含有大量水和氣體，如砂性土層、有裂隙的巖石等，也容易導致地層缺乏穩定性。把漿液注入這種地層中，可以將其中的水和氣體擠壓出去，增強地層的穩固性。第三，劈裂原理。若所遇地層帶有裂縫或孔隙，且這些裂縫或孔隙極不穩定時，把漿液注入其中，且注漿時施加更大的壓力，便可以將這些裂縫或孔隙劈裂開來，隨之填充以漿液，增強地層的穩固性。

三、隧道工程實踐中導管的參數確定

隧道施工中所面對的地層特點，決定著小導管的直徑、長度、外插角度、管間距等具體情況的選擇。

(一)導管直徑

在隧道工程實踐中，一般選擇直徑為30-50mm的小導管，即Φ=30-50mm。因為，如果直徑太大，會增加在地層中打眼、穿管的難度；如果直徑太小，則難以起到導流注漿和穩固不良地層的作用。

(二)導管長度

導管長度的計算公式為：L=1+Hctgφ+0.5。其中，L表示小導管的長度(單位：m)，φ表示圍巖的塌落角度(單位：°)，H表示圍巖的塌落高度(單位：m)。

在隧道工程實踐中，一般情況下塌落角度φ﹤60°。所以，依據以上公式計算，則小導管的長度為3.5m-6m。具體采用的長度，還應根據巖體的穩定程度判斷，穩定程度差，則在以上范圍內采用較大長度值；反之亦然。

(三)導管外插角度

導管外插角度的計算公式為：α=arcsin(r/L)。其中，α表示小導管的外插角(單位：°)；r表示注漿半徑(單位：m)；L表示小導管的長度(單位：m)

在隧道工程實踐中，小導管的半徑一般選擇0.5m，長度選擇3.5m-6m，將其帶入以上公式，計算后得到導管外插角度為5°-10°。

(四)導管間距

在隧道工程實踐中，確定導管間距需要考慮各個方面的因素，具體情況分述如下。

在處置隧道塌方體時，盡量縮小導管間距，同時也要考慮到塌方體的顆粒情況。

在對圍巖進行加固時，如果巖體破碎程度較深，宜采用導管密排，導管間距大約保持兩倍于導管直徑，斷裂破碎部位則一般要安排30cm左右的間距。

隨著我國基礎設施建設以及其他各項建筑事業全面推進，小導管注漿技術，在隧道工程實踐中應用得越來越廣泛，但相關人員仍需熟練掌握其基本應用理論，才能保障工程實踐安全、順利進行。