富水黃土隧道施工技術(shù)研究 《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》

1、1富水黃土隧道施工技術(shù)研究富水黃土隧道施工技術(shù)研究曹利（神華包神鐵路公司塔韓鐵路項(xiàng)目部?jī)?nèi)蒙古鄂爾多斯017000）摘要：要：富水砂質(zhì)黃土隧道，裂隙水發(fā)育，地質(zhì)條件極差，圍巖呈流～軟塑狀，施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高，為了預(yù)防富水黃土隧道施工發(fā)生大變形和坍塌問(wèn)題，在高壓旋噴樁加固地層的基礎(chǔ)上，采用CRD法開挖，做好防排水和井點(diǎn)降水措施，開挖中采用側(cè)壁大管棚加固預(yù)防垮幫。同時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)效果，確認(rèn)支護(hù)參數(shù)和施工方法

2、的準(zhǔn)確性，為調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方法提供有力依據(jù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：隧道富水黃土CRD法井點(diǎn)降水高壓旋噴樁1工程概況某隧道起訖里程改為DK121825～DK122422，DK121825～DK121882由V級(jí)圍巖暗洞變?yōu)槊鞫?。洞身最大開挖高度10.39m，最大開挖寬度11.56m，洞身穿越自穩(wěn)性差的第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積砂質(zhì)黃土地層及強(qiáng)風(fēng)化砂巖夾泥巖結(jié)構(gòu)地層，第四系上更新統(tǒng)系砂質(zhì)黃土為特殊巖土，出口端洞身DK122305～DK122422段主

3、要位于含砂量較高的砂質(zhì)黃土地層，且兩側(cè)存在較為發(fā)育的兩大沖溝，隧道洞身通過(guò)富水性地段，地下水主要為基巖裂隙水，水位較高。2施工中遇到的問(wèn)題2.1施工過(guò)程隧道從出口端開始進(jìn)洞，按原設(shè)計(jì)方案采用三臺(tái)階法施工，支護(hù)參數(shù)為：拱部超前支護(hù)采用φ42超前小導(dǎo)管，每根長(zhǎng)4.5m，環(huán)向間距40cm，縱向每四榀鋼架施作一環(huán)，鋼支撐采用I18型鋼鋼架，間距0.8m，結(jié)合噴射混凝土及鋼筋網(wǎng)片、徑向錨桿進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。在施工至DK122384時(shí)，發(fā)現(xiàn)中臺(tái)階左側(cè)拱

4、腰部位滲水嚴(yán)重，地質(zhì)條件惡化，監(jiān)控量測(cè)速度達(dá)到2.43～6.46mmd，累計(jì)變化量達(dá)到7.87～13.43cm。對(duì)DK122370～DK122305段進(jìn)行變更，支護(hù)參數(shù)由V級(jí)圍巖復(fù)合式加強(qiáng)襯砌調(diào)整為VI級(jí)圍巖復(fù)合式襯砌，同時(shí)在隧道內(nèi)每隔5米設(shè)置一處直徑為50cm的滲水井，邊墻拱腰部位每隔3～5米預(yù)埋3根PVC排水管，將地下水抽排至洞外。上臺(tái)階施工至DK122350.4時(shí)，在DK122384處初支混凝土出現(xiàn)環(huán)向裂紋，最寬達(dá)5mm，根據(jù)監(jiān)控

5、量測(cè)數(shù)據(jù)反映結(jié)果發(fā)現(xiàn)DK122370～DK122394段量測(cè)速率為4.78～8.72mmd，累計(jì)量測(cè)數(shù)據(jù)持續(xù)增大，圍巖處于急劇變化狀態(tài)，隨即將掌子面立即封閉，并對(duì)洞內(nèi)初期支護(hù)設(shè)置臨時(shí)豎向支撐進(jìn)行加固，同時(shí)仰拱跟進(jìn)至掌子面附近，隨后進(jìn)入冬歇期，對(duì)洞內(nèi)滲水繼續(xù)降水。3高支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能確保隧道施工安全。3.2支護(hù)措施1）鋼架安裝：提高鋼架支護(hù)強(qiáng)度，將I18型鋼鋼架調(diào)整為I20型鋼鋼架，縮短鋼架間距，由0.8m榀調(diào)整至0.5m榀，并增加鎖腳的

6、鉆設(shè)數(shù)量，保證鎖腳錨管與鋼架間的焊接質(zhì)量提高鋼架整體受力性能和穩(wěn)定性，同時(shí)為防止鋼架下沉，鋼架底部須安放于穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上，鋼架底部基礎(chǔ)剩余50cm采用人工開挖，并將鋼架安放在30cm30cm5cm的混凝土預(yù)制塊上，必要時(shí)可擴(kuò)大拱腳基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)承載能力。2）超前支護(hù)及注漿加固：掌子面土體松散軟弱，自穩(wěn)性能差，且地下水滲漏情況嚴(yán)重，為防止開挖后土體大面積坍塌掉快，在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行小導(dǎo)管注漿加密處理，在拱部130范圍采用雙排超前小導(dǎo)管進(jìn)行

7、注漿加固，環(huán)向間距由40cm調(diào)整至20cm，這樣可以使隧道的拱部超前小導(dǎo)管形成止水帶有效的止水改良了隧道頂?shù)耐馏w結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定了掌子面土體。同時(shí)對(duì)邊墻初期支護(hù)背后土體采用預(yù)埋φ42超前小導(dǎo)管進(jìn)行加固注漿，小導(dǎo)管呈梅花狀布置，間距3m2m。3.3高壓旋噴樁加固地層對(duì)DK122328～DK122356段受地下水影響較大，且隧道洞身穿越地層為濕陷性砂質(zhì)黃土覆蓋，土體軟弱，自穩(wěn)性差，采用高壓旋噴樁地基加技術(shù)措施，通過(guò)高壓噴射水泥漿液以固結(jié)濕陷性土體

8、，重組土體結(jié)構(gòu)，改善土的變形性質(zhì)，從而減少基礎(chǔ)沉降，提高了土體的自穩(wěn)性，通過(guò)固結(jié)原理和擠壓作用達(dá)到消除黃土的濕陷性目的，同時(shí)也可起到阻截地下水流，減少振動(dòng)，防止液化或流砂等作用。高壓旋噴樁布置方式：樁基縱橫向間距均為1.2m，梅花型布置。成樁范圍：從拱頂以上3m處至基底全風(fēng)化砂巖夾泥巖地層不小于1m，樁徑0.5m。加固寬度：隧道中線左右側(cè)各9m。施工參數(shù)：水灰比1:1；噴射壓力：20Mpa；鉆頭旋轉(zhuǎn)速度：22rmin；鉆頭提升速度25c

9、mmin；漿液流量：100Lmin。旋噴施工頂部樁長(zhǎng)應(yīng)有一定的預(yù)留量，以便保證樁長(zhǎng)及樁身頂部質(zhì)量，樁頂部應(yīng)保證足夠厚度的埋深，以保證旋噴效果。3.4監(jiān)控量測(cè)措施做好監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)效果，確認(rèn)支護(hù)參數(shù)和施工方法的準(zhǔn)確性，為調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方法提供有力依據(jù)。3.5防排水和降水措施黃土隧道一旦遇水，就會(huì)使土體呈現(xiàn)不同程度濕陷性，圍巖軟化，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)被水浸泡軟化，支護(hù)變形，甚至發(fā)生下沉侵限情況，因此黃土隧道必須做