導(dǎo)語(yǔ)：富水粉細(xì)砂地層隧道施工技術(shù)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1工程概況

胡麻嶺隧道地表水較發(fā)育，下穿水庫(kù)及河流段，且穿越富水粉細(xì)砂山體地段，又處在地震連發(fā)帶，庫(kù)水補(bǔ)給巖體裂隙。地下水以孔隙水為主，粉細(xì)砂地層段含水偏高或地下水相對(duì)富集，以大氣降水滲入和巖體容積儲(chǔ)量水為主要補(bǔ)給來(lái)源。雨季洞內(nèi)日出水量驟增，單口日涌水量達(dá)700～1500m3。洞身設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)正常涌水量為1429m3/d，最大涌水量為4287m3/d。

2第三系富水粉細(xì)砂地層施工概況

2.1第三系富水粉細(xì)砂地層圍巖特性

根據(jù)隧道施工揭示的情況，結(jié)合補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作，經(jīng)綜合分析，第三系富水粉細(xì)砂地層圍巖具有以下工程特性：

①圍巖大部分為泥質(zhì)弱膠結(jié)、局部夾有鈣質(zhì)膠結(jié)的薄層、成巖性極差、圍巖固結(jié)不均勻、結(jié)構(gòu)較緊密、滲透系數(shù)小、地下水位高，含水率4.3～19.5%。

②鉆孔揭示圓礫土中未見地下水，下部粉細(xì)砂巖地層中（地表補(bǔ)勘水位在隧道拱頂上40m）有地下水，說(shuō)明地下水以孔隙水為主，且分布具有不均勻性。

③粉細(xì)砂巖的成分組成、膠結(jié)及含水情況具有不均一性。開挖后受水浸泡及外部條件的影響，穩(wěn)定性隨時(shí)間延續(xù)顯著變差。

2.2隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象

①掌子面、拱腰滲水。滲水浸泡導(dǎo)致圍巖軟化，核心土崩塌。在開挖時(shí)圍巖層層剝離，導(dǎo)管上方及拱腳背后脫空，造成上斷面沉降變形、拱架接腿和下段面無(wú)法施工。

②地下水位高。受水壓作用，底板涌水呈噴射狀；拱腳、基底浸泡成淤泥，機(jī)械無(wú)法施工。開挖下臺(tái)階經(jīng)常出現(xiàn)突然沉降，沉降量最大1205mm，平均630mm；開挖底板時(shí)突然收斂，收斂值最大360mm，平均170mm。

③經(jīng)常遇見水囊。開挖后受重力和水壓的作用水囊突然涌出，形成突水涌砂，造成掌子面及拱墻后方初期支護(hù)脫空，圍巖松動(dòng)圈加大，支護(hù)突然變形或塌方。

④底板封閉和二襯實(shí)施后，還有整體沉降現(xiàn)象。

3富水粉細(xì)砂隧道斜井圍巖開挖工法與設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1圍巖開挖工法

3#斜井采用三臺(tái)階中隔壁+臨時(shí)仰拱法施工。

3.2設(shè)計(jì)參數(shù)

①開挖。機(jī)械配合人工開挖，斷面寬6.327m，高8.386m。

②超前支護(hù)。拱部150°范圍，Φ42mm超前小導(dǎo)管（4m）注雙液漿，縱向間距2.6m/環(huán)，環(huán)向間距0.3m。

③預(yù)留變形量，15cm。

④初期支護(hù)。

1）鋼拱架。全環(huán)設(shè)I20b鋼拱架，間距0.5m/榀，縱向設(shè)［25槽鋼托梁，鋼架底部設(shè)35×25×15cm混凝土墊塊；縱向連接采用雙層準(zhǔn)22螺紋鋼筋，Z字形連接；Φ8單層鋼筋網(wǎng)，間距20×20cm。

2）拱墻。噴射27cm厚的C30超早強(qiáng)混凝土；采用準(zhǔn)42小導(dǎo)管（長(zhǎng)1.0m，環(huán)×縱間距1.0×1.0m）徑向回填注水泥漿。

3）鎖腳錨管。16根Φ42鋼管，長(zhǎng)度4m。

4）掌子面臨時(shí)封閉。噴射5cm厚C25混凝土。

5）拱墻及仰拱。仰拱開挖設(shè)準(zhǔn)42密排鋼管（2.5m）排樁，縱向間距3m/排；設(shè)豎向臨時(shí)支撐，采用2根I20b型鋼（2m）對(duì)焊，橫向設(shè)置I20b型鋼橫撐，間距1.0m；C30混凝土。仰拱基底施做25cmC20混凝土，30cmC25混凝土干拌料墊層。

⑤二次襯砌。采用C30鋼筋混凝土模筑襯砌結(jié)構(gòu)；每段襯砌長(zhǎng)5m，襯砌間隔5m。

4富水粉細(xì)砂地層隧道斜井洞內(nèi)降水方案設(shè)計(jì)及施工

3#斜井采用真空輕型井點(diǎn)降水+負(fù)壓真空管井降水+集水坑抽排水。洞內(nèi)綜合降水方案如下：

①掌子面。水平真空降水，上臺(tái)階下返50cm，布設(shè)角度與斜井縱坡一致的3根4m長(zhǎng)直徑Φ75mmPPR管真空井點(diǎn)降水管，再接入真空自吸泵。

②臺(tái)階及拱腳。真空井點(diǎn)降水，在上、中臺(tái)階兩側(cè)各布置3排直徑Φ32mmPPR管，外插角60°，間距0.75m，降水管深4m；底部?jī)蓚?cè)設(shè)兩根降水管，外插角30°，長(zhǎng)度5m。井點(diǎn)管集中與Φ75mmPPR管主管道連接，再接入7.5KW真空自吸泵。

③深管井真空降水。隧道兩側(cè)縱向交叉布置，單側(cè)間距10m，井深15m，井管直徑Φ350mm，井管內(nèi)設(shè)潛水泵，井口封閉接真空泵。

④集水坑抽排水。

4.1真空輕型井點(diǎn)降水

①真空輕型井點(diǎn)降水。真空輕型井點(diǎn)降水由往復(fù)式真空泵、離心式水泵、水氣分離器等組成。根據(jù)降水部位不同又分為臺(tái)階側(cè)壁豎向降水和掌子面水平降水。

②真空輕型井點(diǎn)降水材料、設(shè)備及連接說(shuō)明。

1）真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)由井點(diǎn)管（管下端有濾管）、連接管、集水總管和抽水設(shè)備等組成。抽水泵采用自吸泵ZGD型，吸程9m，可帶3～5根降水管。

2）真空泵采用Y型，揚(yáng)程25m，可帶5～10根降水管。

3）支管采用Φ32mmPPR管，主管采用Φ75mmPPR管；插入土層的井點(diǎn)降水管包雙層100目濾網(wǎng)。井點(diǎn)降水管與主管連接，主管接入真空泵。支管和主管之間采用Φ32mm透明鋼絲軟管連接，并在連接部位設(shè)閥門，控制井管降水；主管和真空泵連接采用Φ75mm透明鋼絲軟管連接；降水過(guò)程中，真空負(fù)壓控制在-0.06MPa以下。

③真空輕型井點(diǎn)降水管的埋設(shè)。

1）降水管下端1m鉆Ф10mm梅花形孔，孔間距5cm。外包雙層100目過(guò)濾網(wǎng)，纏8號(hào)鐵絲，間距20mm。

2）降水孔采用YT28鉆機(jī)鉆孔

3）降水管與孔壁間用潔凈中粗砂填灌密實(shí)均勻，孔口處用錨固劑封堵。

④輕型井點(diǎn)降水的使用。

1）使用前進(jìn)行試抽水，確認(rèn)無(wú)漏水、漏氣等異?，F(xiàn)象后再正常使用。

2）降水設(shè)備配備雙電源，以防斷電影響降水效果。

3）抽水過(guò)程中定時(shí)觀測(cè)出水量及真空泵壓力，出現(xiàn)異常及時(shí)檢修。

4.2真空負(fù)壓管井降水

4.2.1真空負(fù)壓降水管井設(shè)計(jì)

降水管井深15m，布設(shè)于斜井兩側(cè)邊墻部位，單側(cè)間距10m，兩側(cè)梅花形布設(shè)。降水井成孔直徑60cm，井徑35cm，井管采用螺旋焊管鋼管，濾水管為圓孔式濾水管，濾料采用粗砂，封孔材料采用粘性土，封孔深度4m。

4.2.2真空負(fù)壓降水管井施工

①降水管井成井。采用正循環(huán)工程鉆機(jī)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁成孔。

②深管井降水運(yùn)行。

1）抽水方法：采用真空負(fù)壓、井內(nèi)潛水泵抽水的方法降低隧道底部水位。每座管井用一臺(tái)潛水泵，一臺(tái)真空泵帶兩座降水管井；選用潛水泵的抽水量要大于單座管井的最大出水量，真空管路的真空度大于-0.06MPa，潛水泵和真空泵同時(shí)開啟，要求開挖前的真空抽水時(shí)間不能少于2天。

2）降水運(yùn)行：管井降水井施工完一座井即投入運(yùn)行一座，以及時(shí)降低地下水位，確保隧道底部開挖的正常施工。4.3集水坑抽排水集水坑設(shè)置在基底部位，主要匯集掌子面及已施做支護(hù)地段斜井滲水，作為斜井輕型井點(diǎn)降水的輔助措施。為盡量減少掌子面滲出的水流對(duì)邊墻的影響，集水坑設(shè)置在距離斜井邊墻不小于1m處，集水坑采用4mm厚鋼板焊接而成，尺寸為：1.0×0.8×1.2m（長(zhǎng)×寬×深），施工時(shí)設(shè)置井蓋。仰拱施做前先行設(shè)置好集水坑，確保基底滲水能順暢流入集水坑。集水坑的水用污水泵抽排至集水箱再由分級(jí)泵站排至洞外。

5結(jié)束語(yǔ)

在富水粉細(xì)砂地質(zhì)條件下施工隧道，采用洞內(nèi)綜合降水措施能有效改善圍巖含水率，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)固性，使作業(yè)面達(dá)到無(wú)水或少量滲水的狀況，從而滿足隧道施工要求。該工藝為類似地質(zhì)的地下工程施工提供經(jīng)驗(yàn)參考，具有極高的可借鑒性。

作者:舒麗紅單位:西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院