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1、隧洞施工流沙處理 簡(jiǎn)介:云南地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變,隧洞施工過(guò)程中斷層、堆積層、流砂、涌水、涌泥難以避免,必須超前考慮施工機(jī)械與隧洞施工斷面配套設(shè)置,隨地質(zhì)條件的變化,預(yù)備工程施工材料與相關(guān)工程技術(shù)人員和施工人員,作到有備無(wú)患,本文就該隧洞施工過(guò)程中的流砂、涌泥、涌水導(dǎo)致坍方為例,介紹不良地質(zhì)洞段超前支護(hù)所采取的施工措施和施工方法.關(guān)鍵字:星云湖撫仙湖出流改道工程隧洞施工流砂處理 1、工程概況 星云湖、撫仙湖是云南九大高原湖泊中的兩個(gè)姐妹湖,屬珠江流域南盤江水系。玉溪市星云湖、撫仙湖出流改道工程位于江川縣境內(nèi),工程建設(shè)的目的是保護(hù)撫仙湖、改善星云湖、滿足玉溪市長(zhǎng)遠(yuǎn)用水需求。星云
2、湖、撫仙湖出流改道工程,即有保護(hù)和治理兩湖污染的效益,又有向玉溪市供水的效益,對(duì)兩湖周邊旅游業(yè)和數(shù)萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉也有直接影響。工程等別為Ⅲ等中型,主要建筑物為3級(jí),次要建筑物為4級(jí)。建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì)。地震設(shè)防烈度采用Ⅷ度?! ?、工程地質(zhì) 星云湖撫仙湖出流改道工程二標(biāo)段(5+800~11+)圍巖地質(zhì)復(fù)雜多變,共穿越F2-1、F1-1、F1斷層,斷層帶及斷層影響帶圍巖為泥質(zhì)粉砂巖夾泥或泥質(zhì)粉砂巖互層,巖層節(jié)理極為發(fā)育,巖體完整程度較破碎,呈破碎松散狀,部分地段為強(qiáng)風(fēng)化破碎帶,且為含水層,開挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間短,頂拱沉降、坑壁易坍塌,墻體在地下水作用下擠脹變形,頂拱易坍方。
3、Ⅴ類圍巖巖層為灰白色泥巖,泥質(zhì)粉砂巖與粉砂巖互層,夾灰黑色炭質(zhì)泥巖,部分地段呈松散狀洪沖積層,地下水位較高,在地下水豐富地段,開挖后有涌水涌泥情況,圍巖自穩(wěn)時(shí)間短,頂拱沉降易坍方,坑壁易坍塌,邊墻緩慢擠脹位移變形。 3、工程布置 根據(jù)二標(biāo)段地形地貌特征,在6+785處部置1#斜井,斜井長(zhǎng)米,坡度21度,與主隧洞6+785斜交36度,1#斜井處于F2-1斷層帶。2#斜井與主隧洞正交于10+,坡度19度,斜井長(zhǎng)米,2#斜井處于F1-1、F1斷層影響帶。出口11+830向進(jìn)口方向施工,11+100~+830屬Ⅴ類圍巖,圍巖慢性擠脹。 4、施工情況 1#斜井 1#斜井位于F2-1
4、斷層帶,圍巖為泥質(zhì)粉砂巖夾泥,遇水軟化,在地下水作用下穩(wěn)定性極差,K0+080以里隧洞開挖后,已出現(xiàn)較大變形,其變形速率極快,開挖至K0+112時(shí)出現(xiàn)地下涌水?! ?#斜井 2#斜井位于F1-1、F1斷層影響帶,圍巖為粉砂巖互層,節(jié)理發(fā)育、極為松散,遇水極易坍塌,頂拱、坑壁掉塊現(xiàn)象嚴(yán)重,頂拱曾多次坍塌,且不均勻沉降、邊墻噴射砼受圍巖擠壓開裂變形,地下滲水逐漸豐富。 出口 出口11+100~11+830屬Ⅴ類圍巖,巖層為灰白色泥巖,泥質(zhì)粉砂巖與粉砂巖互層,夾灰黑色炭質(zhì)泥巖,邊墻緩慢擠脹位移變形,部分地段呈松散狀洪沖積層,地下水位較高,在地下水豐富地段,開挖后有涌水、涌泥情況,圍
5、巖自穩(wěn)時(shí)間較短,已初期支護(hù)段拱頂沉降、邊墻位移變形?! ?、隧洞流砂段超前支護(hù) 準(zhǔn)備工作 在已知圍巖地質(zhì)為流砂地段的條件下,應(yīng)備足鋼軌、焊管、花管、方木、稻草、水玻璃、高標(biāo)號(hào)水泥、注漿機(jī)、噴漿機(jī)、型鋼拱架或鋼格柵,并配置有經(jīng)驗(yàn)的施工技術(shù)人員和和管理人員。 超前探孔 星云湖撫仙湖出流改道工程二標(biāo)段11+100~11+830段為Ⅴ類圍巖洪堆擊層,隧洞軸線上有數(shù)十年前開采小煤窯洞穴,經(jīng)數(shù)十年的堆積沉降,洞穴內(nèi)淤積為流砂,且分布情況不明。施工過(guò)程中曾在11+690、11+628兩處發(fā)生較大流砂造成地表坍塌?! 榇_保開挖爆破過(guò)程中未準(zhǔn)確掌握洞穴流砂準(zhǔn)確位置不至造成坍方,在鉆眼前應(yīng)先
6、打入6米長(zhǎng)焊管作超前探眼,每次探眼不少于5根(頂拱1根,起拱線位置2根,直墻腰部2根),探眼掘進(jìn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)圍巖較為松軟或流砂、裂隙水從焊管涌出,則應(yīng)采取短進(jìn)尺、若爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、或臺(tái)階法施工,涌水量較大時(shí)應(yīng)多打花管,最大限度將流砂體內(nèi)積水引排。如6米長(zhǎng)超前探孔仍未有效跨越流砂體,則應(yīng)加長(zhǎng)超前焊管和花管長(zhǎng)度?! 〕爸ёo(hù) 確定流砂層長(zhǎng)度后,在設(shè)計(jì)開挖輪廓線基礎(chǔ)上徑向放大20~40厘米,從起拱線位置打入焊管、花管超前支護(hù),超前管棚橫向不留空隙,避免流砂從縫隙中滲出,超前管棚縱向嚴(yán)格按平、順、直要求打入。如探孔滲出流砂、涌水,且流砂體方量較大,應(yīng)打入鋼軌超前支護(hù),同時(shí)在緊貼鋼軌
7、管棚上部打入花管加強(qiáng)引排水?! ?、隧洞流砂段開挖和支護(hù) 臺(tái)階法開挖 隧洞流砂流動(dòng)性極強(qiáng),開挖過(guò)程中不宜全斷面開挖,所有施工應(yīng)盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)?! 〔捎门_(tái)階法先進(jìn)行上半部人工開挖,每環(huán)進(jìn)尺不宜大于米,上半部開挖后對(duì)滲水位置打入花管排放地下滲水,不宜封堵,對(duì)滲漏流砂位置采用管棚、稻草進(jìn)行封堵,讓流砂內(nèi)滲水從稻草縫隙中滲出,較大顆粒被管棚封堵。根據(jù)已掌握的流砂體流動(dòng)性和涌水、滲水量適當(dāng)控制臺(tái)階長(zhǎng)度,一般3米~5米為宜?! 〖訌?qiáng)拱部縱向支護(hù) 由于施工過(guò)程中超前管棚