超前小導管，是隧道工程掘進施工過程中的一種工藝方法，主要用于自穩(wěn)時間短的軟弱破碎帶、淺埋段、洞口偏壓段、砂層段、砂卵石段、斷層破碎帶等地段的預支護。

從施工效果可以看出,超前小導管具有初期支護效果明顯、施工性好、性高的優(yōu)點。 超前錨桿應用的部位是以預料發(fā)生坍塌的圍巖為對象。超前錨桿的作用主要是限制圍巖的變形,并在圍巖內(nèi)形成一個承載圈,錨桿與圍巖共同作用,承受 山巖壓力,從而達到維護圍巖穩(wěn)定的目的。這實際上是新奧法的主要指導思想。從施工的實際效果可以看出,超前錨桿確實具有阻止圍巖發(fā)生較大變形的能力。根據(jù)量測結(jié)果分析,超前小導管的部位與未進行超前小導管施工的部位相比較,其山巖壓力減少70%左右。在施工中,既要考慮圍巖隨時間的變化,也要考慮隨著 掌子面的推進與地層的傾斜產(chǎn)生后的荷載現(xiàn)象。由于施工中采用了加強支護緊跟掌子面的措施,盡管圍巖自穩(wěn)能力差,且 層理向洞內(nèi)傾斜,有可能增加圍巖的荷載,但在 隧洞量測開始日期,掌子面開挖及初期支護已完成20 m左右,相當于隧洞上部直徑的8倍。由于應力釋放已基本結(jié)束,故作用在 臨時支護上的荷載也已穩(wěn)定。超前小導管是在應力重分布前打入的,小導管的約束作用向圍巖提供了一個反力,從而保持和加強了圍巖的自穩(wěn)能力。在開挖過程中,通過超前小導管的 錨固力和小導管體所具良好的抗拉、抗剪性能,增大了巖層 結(jié)構(gòu)面的摩擦,加強了圍巖的穩(wěn)定,從而有效地控制了層理間的滑動破壞,保證了 施工。超前小導管是在應力重分布前打入的,小導管的約束作用向圍巖提供了一個反力,從而保持和加強了圍巖的自穩(wěn)能力。在開挖過程中,通過超前小導管的錨固力和小導管體所具良好的抗拉、抗剪性能,增大了巖層結(jié)構(gòu)面的摩擦,加強了圍巖的穩(wěn)定,從而有效地控制了層理間的滑動破壞,保證了施工。

綜上所述,超前小導管實際上是在開挖前對圍巖施加 徑向力,與徑向錨桿一起作用,在圍巖內(nèi)部形成一個比較完整的承載體,從而保持圍巖的穩(wěn)定。它比在開挖之后再進行錨桿施工更為合理。因超前小導管直接承受由于 隧洞開挖而引起的圍巖應力重分布,是主動地約束。而開挖之后打入的錨桿主要是承受圍巖的松弛應力,則是被動地承受。這一點兩者是完全不同的。 超前小導管在施工時的關鍵問題在于小導管的傾角和注漿壓力。角度太大易造成材料的浪費;角度太小達不到利用桿體的抗拉、 抗剪能力,不能增加巖層間的摩擦,只是利用小導管的抗彎性能承受過大的松弛荷載,極易造成圍巖的失穩(wěn)而滑塌。合適的角度是將小導管錨固到爆破松弛圈以外30 D(D為小導管直徑),這樣就能夠保證小導管的 錨固長度。注漿壓力小,地層未得到加固,小導管只相當于超前錨桿。如果不注漿則危險更大。所以,在應用小導管的部位,必須加強施工 質(zhì)量控制,防止出現(xiàn) 意外事故。此外,及時地進行 鋼格柵拱架及噴混凝土支護也是一個重要的環(huán)節(jié),這樣,就可以進一步縮短圍巖處于單軸或二軸應力狀態(tài)的時間,達到施工的目的。