超前小导管,是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,主要用于自稳时间短的软弱*碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层*碎带等地段的预支护。
从施工效果可以看出,超前小导管具有初期支护效果明显、施工性好、安全性高的优点。 超前锚杆应用的部位是以预料发生坍塌的围岩为对象。超前锚杆的作用主要是限制围岩的变形,并在围岩内形成一个承载圈,锚杆与围岩共同作用,承受 山岩压力,从而达到维护围岩稳定的目的。这实际上是新奥法的主要指导思想。从施工的实际效果可以看出,超前锚杆确实具有阻止围岩发生较大变形的能力。根据量测结果分析,超前小导管的部位与未进行超前小导管施工的部位相比较,其山岩压力减少70%左右。在施工中,既要考虑围岩随时间的变化,也要考虑随着 掌子面的推进与地层的倾斜产生后的荷载现象。由于施工中采用了加强支护紧跟掌子面的措施,尽管围岩自稳能力差,且 层理向洞内倾斜,有可能增加围岩的荷载,但在 隧洞量测开始日期,掌子面开挖及初期支护已完成20 m左右,相当于隧洞上部直径的8倍。由于应力释放已基本结束,故作用在 临时支护上的荷载也已稳定。超前小导管是在应力重分布前打入的,小导管的约束作用向围岩提供了一个反力,从而保持和加强了围岩的自稳能力。在开挖过程中,通过超前小导管的 锚固力和小导管体所具良好的拉剪性能了岩层 结构面的摩擦,加强了围岩的稳定,从而有效地控制了层理间的滑动保证了 施工安全。超前小导管是在应力重分布前打入的,小导管的约束作用向围岩提供了一个反力,从而保持和加强了围岩的自稳能力。在开挖过程中,通过超前小导管的锚固力和小导管体所具良好的拉剪性能了岩层结构面的摩擦,加强了围岩的稳定,从而有效地控制了层理间的滑动保证了施工安全。
综上所述,超前小导管实际上是在开挖前对围岩施加 径向力,与径向锚杆一起作用,在围岩内部形成一个比较完整的承载体,从而保持围岩的稳定。它比在开挖之后再进行锚杆施工更为合理。因超前小导管直接承受由于 隧洞开挖而引起的围岩应力重分布,是主动地约束。而开挖之后打入的锚杆主要是承受围岩的松弛应力,则是被动地承受。这一点两者是完全不同的。 超前小导管在施工时的关键问题在于小导管的倾角和注浆压力。角度太大易造成材料的浪费;角度太小达不到利用杆体的拉剪能力,不能增加岩层间的摩擦,只是利用小导管的弯性能承受过大的松弛荷载易造成围岩的失稳而滑塌。合适的角度是将小导管锚固到松弛圈以外30 D(D为小导管直径),这样就能够保证小导管的 锚固长度。注浆压力小,地层未得到加固,小导管只相当于超前锚杆。如果不注浆则危险更大。所以,在应用小导管的部位,必须加强施工 质量控制,防止出现 意外事故。此外,及时地进行 钢格栅拱架及喷混凝土支护也是一个重要的环节,这样,就可以进一步缩短围岩处于单轴或二轴应力状态的时间,达到安全施工的目的。