一种用于隧道工程施工的预支护工艺技术领域
本发明是一种用于隧道工程施工的预支护工艺，具体涉及一种在易破碎软弱岩体
中使用的隧道超前预支护工艺，属于隧道施工技术领域。
背景技术
超前小导管在隧道工程掘进施工过程中使用，主要用于自稳时间段的软弱破碎
带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。在软弱及破碎岩
层施工中，超前小导管能对松散岩层起到加固作用，注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定
性，有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定，不至于围岩失稳破坏直至坍塌。
在掘进过程中遇到破碎岩体时，首先将工作面用混凝土封闭起来，以防止浆体渗漏。按照一
定角度施工超前导管以确保浆体注入，浆体注入后扩散成浆体扩散圈，以保障岩体的稳固，
从而确保作业人员在巷道内作业的安全。目前，超前小导管支护已被广泛应用于破碎软弱
岩体的支护，但在实际施工过程中，该支护方式却经常发生因材料用料大，支护周期长等因
素造成的施工进度慢、成本高等问题。
为解决现有超前预支护管存在的缺陷，现有专利文献CN104533451A（在散体碎石
土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，2015.4.22）提出了一种可以减少隧道超挖量，提
高施工安全保障，提高隧道的安全性能及耐久性，减少径向注浆量，节约工程投资的在散体
碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，包括以下几个步骤a、沿隧道开挖轮廓线外侧
周边打入可注浆小导管；b、通过可注浆小导管向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆；在b步
骤中采用限量注浆的方法向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆。提高了施工的可操作性，
减少了隧道超挖量，使隧道加固范围变大，提高了施工的安全保障，提高了隧道的安全性及
耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于隧道工程施工的预支护工艺，为克服现有支护工
艺存在的缺陷，特别是遇破碎软弱含水岩体时，现有支护工艺会因浆体注入量大而增加岩
体重量，对钢架支撑带来安全隐患，若注浆量不够，又会降低岩体强度，为平衡上述情况，本
发明在胶凝材料中使用一种凝结力强，同时自身质量又较轻的沥青作为胶凝材料，沥青可
与浆体混合使用也可单独使用，具有增强岩体强度和降低成本的作用。
本发明通过下述技术方案实现：一种用于隧道工程施工的预支护工艺，所述预支
护工艺是在易破碎软弱岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过
程，胶凝材料包括沥青、浆体中的一种或两种组成的混合物。
在所述易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面。
在所述易破碎软弱岩体开挖前，使用超声波探测后，再根据探测结果注入胶凝材
料。
所述胶凝材料为浆体，将所述浆体处理得到的气体浆体通过超前导管注入。
所述胶凝材料还包括磁性物质，磁性物质与沥青、浆体中一种或两种组成的混合
物组合后，通过超前导管注入巷道顶部的易破碎软弱岩体中，同时，在巷道底板加入磁性物
质。
所述沥青与浆体组成的混合物中，浆体与沥青的质量比控制在1：1-5。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明在胶凝材料中加入沥青，利用沥青凝结力强，同时自身质量较轻的特点，即
可增强岩体强度，又可降低成本。
（2）本发明将浆体与沥青的比例控制在1：1-5，可用于岩体极为破碎且含水时使
用，操作时，将浆体与沥青的混合物直接注入岩体中即可，操作简单。
（3）本发明使用的浆体为气体浆体，在施工现场，使用高温高压设备将水泥浆料处
理变成气体浆体，直接注入岩体中，该方式可节省打超前锚杆的成本与时间，提高整体效
率。
（4）本发明在注入胶凝材料前，先使用超声波探测岩体性质，对后续注入沥青和/
或浆体数量提供精准依据，从而节省沥青和/或浆体的数量，节约施工成本。
（5）本发明适用于岩体支撑地应力不足，巷道易变现且压坏钢拱架的情况中使用，
通过在磁性物质与沥青、浆体中一种或两种组成的混合物组合后，通过超前导管注入巷道
顶部的易破碎软弱岩体中，同时，在巷道底板加入磁性物质，增加场的作用，让破碎岩体的
重力与产生的磁力抵消，从而提高施工作业的安全性、作业效率，进而节省建设成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）选择沥青为胶凝材料，通过超前导管向岩体中注入胶凝材料，胶凝材料注入后扩散
成胶凝扩散圈，形成稳固岩体。
实施例2：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）选择沥青和浆体组成的混合物为胶凝材料，浆体与沥青的质量比为1：1，通过超前
导管向岩体中注入胶凝材料，胶凝材料注入后扩散成胶凝扩散圈，形成稳固岩体。
实施例3：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）使用超声波探测岩体，获知岩体破碎程度，计算需注入胶凝材料的数量；
（3）选择沥青和浆体组成的混合物为胶凝材料，浆体与沥青的质量比为1：5，根据步骤
（2）计算获知的注入数量，通过超前导管向岩体中注入胶凝材料，胶凝材料注入后扩散成胶
凝扩散圈，形成稳固岩体。
实施例4：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）使用超声波探测岩体，获知岩体破碎程度，计算需注入胶凝材料的数量；
（3）选择沥青和浆体组成的混合物为胶凝材料，浆体与沥青的质量比为1：2.5，根据步
骤（2）计算获知的注入数量，通过超前导管向岩体中注入胶凝材料，胶凝材料注入后扩散成
胶凝扩散圈，形成稳固岩体。
实施例5：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）使用超声波探测岩体，获知岩体破碎程度，计算需注入胶凝材料的数量；
（3）选择气体浆体作为胶凝材料，使用高温高压设备，将水泥浆料处理获得气体浆体
后，根据步骤（2）计算获知的注入数量，通过超前导管向岩体中注入胶凝材料，胶凝材料注
入后扩散成胶凝扩散圈，形成稳固岩体。
实施例6：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）使用超声波探测岩体，获知岩体破碎程度，计算需注入胶凝材料的数量；
（3）选择沥青、浆体和磁性物质组成的混合物为胶凝材料，将浆体与沥青的质量比控制
为1：3后加入适量磁性物质，根据步骤（2）计算获知的注入数量，通过超前导管向巷道顶部
的易破碎软弱岩体中注入胶凝材料，同时，在巷道底板加入等量磁性物质，胶凝材料注入后
扩散成胶凝扩散圈，形成稳固岩体，加入的磁性物质时巷道顶部的岩体重力与巷道底部产
生的磁力相抵消，从而提高施工作业的安全性和作业效率。
实施例7：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）使用超声波探测岩体，获知岩体破碎程度，计算需注入胶凝材料的数量；
（3）选择沥青和磁性物质组成的混合物为胶凝材料，根据步骤（2）计算获知的注入数
量，通过超前导管向巷道顶部的易破碎软弱岩体中注入胶凝材料，同时，在巷道底板加入等
量磁性物质，胶凝材料注入后扩散成胶凝扩散圈，形成稳固岩体，加入的磁性物质时巷道顶
部的岩体重力与巷道底部产生的磁力相抵消，从而提高施工作业的安全性和作业效率。
实施例8：
本实施例提出了一种用于隧道工程施工的预支护工艺，该预支护工艺是在易破碎软弱
岩体开挖前通过超前导管向其注入胶凝材料，并使其稳固的施工过程，具体步骤概括如下：
（1）在易破碎软弱岩体开挖前，用混凝土封闭施工工作面；
（2）使用超声波探测岩体，获知岩体破碎程度，计算需注入胶凝材料的数量；
（3）选择气体浆体和磁性物质作为胶凝材料，在水泥浆料中加入适量磁性物质，使用高
温高压设备，将该水泥浆料处理获得气体浆体后，根据步骤（2）计算获知的注入数量，通过
超前导管向巷道顶部的易破碎软弱岩体中注入胶凝材料，同时，在巷道底板加入等量磁性
物质，胶凝材料注入后扩散成胶凝扩散圈，形成稳固岩体，加入的磁性物质时巷道顶部的岩
体重力与巷道底部产生的磁力相抵消，从而提高施工作业的安全性和作业效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依
据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护
范围之内。