特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下小斷面過(guò)江隧道平巷突水涌砂處理技術(shù)

1、.特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下小斷面過(guò)江隧道平巷突水涌砂處理技術(shù)中交一公局第三工程有限公司摘要：以西氣東輸三線東段隧道工程第四標(biāo)段九龍江隧道東岸特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下施工為例，探討了小斷面過(guò)江隧道在經(jīng)過(guò)特殊復(fù)雜地質(zhì)段時(shí)怎樣預(yù)防突水涌砂地質(zhì)災(zāi)害，以及發(fā)生突水涌砂時(shí)怎樣進(jìn)行處理，處理注意事項(xiàng)等，以期為類似工程的施工提供借鑒。關(guān)鍵詞：小斷面過(guò)江隧道、特殊復(fù)雜地質(zhì)、施工技術(shù)1、前言隨著科技的發(fā)展，建筑領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，隧道作為一種專門(mén)的地下工程，在鐵路、公路、水工、天然氣管道工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，水下穿越隧道作為隧道中的難點(diǎn)工程，也引起各工程師的重視，得到了廣泛的研究與深入的探討。但水下隧道分類較多，地質(zhì)情況也

2、各不相同，下面根據(jù)我項(xiàng)目九龍江隧道施工案例，對(duì)特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下小斷面過(guò)江隧道平巷突水涌砂處理技術(shù)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的闡述和總結(jié)。2、工程概況西氣東輸三線天然氣管道東段干線（吉安福州）工程（以下簡(jiǎn)稱西三線東段）起于西二線江西吉安分輸清管站，途經(jīng)江西、福建兩省，終于福建福州末站。沿線穿越長(zhǎng)江中下游流域贛東南水系和東南沿海諸河流域，經(jīng)過(guò)贛中丘陵區(qū)、贛南閩西丘陵低山區(qū)、閩東南丘陵臺(tái)地。線路走向示意見(jiàn)圖2-1，隧道縱斷面圖見(jiàn)附圖1。圖2-1 線路走向圖九龍江隧道為西三線管道專用隧道。隧道于福建省漳州市薌城區(qū)浦南鎮(zhèn)松洲村和渡東村之間穿越九龍江。穿越方式采用“豎井+平巷+豎井”方案，豎井結(jié)構(gòu)為圓形，內(nèi)徑9m，西

3、岸豎井深度為42.2m，東岸豎井深度為39.1m。隧道主體水平長(zhǎng)度為1095.1m，實(shí)長(zhǎng)為1096.5m（兩岸豎井中心之間），平巷縱坡為“U”字坡，坡度為-64.95815.48781.5。九龍江隧道西岸平巷穿越處圍巖為級(jí)微風(fēng)化花崗巖，圍巖完整，強(qiáng)度高，爆破困難；東岸平巷穿越處圍巖為特殊復(fù)雜地質(zhì)，地質(zhì)條件極其復(fù)雜，各風(fēng)化層界面高低起伏較大，變化頻繁，含水量大，隧道涌水量平均達(dá)到80m3/h，裂隙發(fā)育，圍巖呈散體粉砂狀，無(wú)自穩(wěn)能力。極易發(fā)生突水涌砂地質(zhì)災(zāi)害。3、突水涌砂處理技術(shù)總體思路是：在探明地質(zhì)的基礎(chǔ)上，采取地表注漿、洞內(nèi)注漿相結(jié)合的方式進(jìn)行加固圍巖和止水，并采用地表降水措施進(jìn)一步減小地層含

4、水量，提高圍巖穩(wěn)定性。具體措施如下：3.1 探明地質(zhì)情況采用超前水平鉆+地表鉆孔+高密度電法相結(jié)合的方式，探明掌子面前方圍巖變化情況。超前水平鉆每循環(huán)布設(shè)35孔，在掌子面呈“品”字形布置，鉆孔深度根據(jù)地質(zhì)情況為3080m，搭接長(zhǎng)度不小于510m。 圖3-1 超前探水施工及高密度測(cè)線布置示意圖3.2 空腔填充根據(jù)地質(zhì)探測(cè)確定的空腔位置，在地表鉆孔至空腔位置，進(jìn)行注漿回填。圖3-2 空腔填充示意圖3.3 止水帷幕施工隧道未開(kāi)挖段施作地表止水帷幕注漿，鉆孔沿隧道軸線兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)，每側(cè)布設(shè)2排（根據(jù)地質(zhì)情況可適當(dāng)增減），呈梅花形，內(nèi)側(cè)距離隧道邊線2.5m，外側(cè)3.2m，縱向間距1m，注漿范圍控制在地表

5、以下4m，底板以下2m；注漿采用水泥-水玻璃雙液漿，漿液配比根據(jù)場(chǎng)試驗(yàn)確定。圖3-3 帷幕注漿示意圖3.4 地表降水沿隧道東岸平巷軸向方向洞身兩側(cè)對(duì)稱布置降水井，降水井距隧道邊線2m，縱向間距5-8m。降水過(guò)程中采用水位計(jì)檢測(cè)降水效果，降水水位應(yīng)在底板以下1m，否則加密布置。圖3-4 地表降水示意圖3.5 洞內(nèi)注漿地表降水達(dá)到要求后，進(jìn)行超前注漿，小導(dǎo)管采用42×4mm無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)5-6米，突水涌砂段全斷面布設(shè)，間距30cm（導(dǎo)管布設(shè)方案可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定）。注漿漿液為水泥-水玻璃雙液漿，漿液配比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。圖3-5 掌子面全斷面注漿示意圖3.6 隧道開(kāi)挖注漿及降水井施作完成后

6、，進(jìn)行效果檢查。采用在隧道邊墻及拱部外邊緣布置5處水平鉆孔檢測(cè)，孔深應(yīng)小于注漿軸向加固范圍1m，檢測(cè)效果應(yīng)達(dá)到要求，同時(shí)應(yīng)目測(cè)檢測(cè)孔孔壁穩(wěn)定情況。不符合要求的進(jìn)行補(bǔ)充注漿。然后按臺(tái)階法進(jìn)行隧道開(kāi)挖，上臺(tái)階錨噴施工時(shí)，每側(cè)增加兩根鎖腳錨管，并按要求注漿，保證下臺(tái)階開(kāi)挖安全；下臺(tái)階錨噴施工時(shí)，每側(cè)增加兩根鎖腳錨管，并按要求注漿，保證仰拱開(kāi)挖安全；上、下臺(tái)階施工需錯(cuò)開(kāi)23m，下臺(tái)階施工需左右錯(cuò)開(kāi)施工，下臺(tái)階施工后及時(shí)施作仰拱。圖6 隧道開(kāi)挖步驟示意圖3.7 隧道支護(hù)加強(qiáng)隧道超前支護(hù)，采取隧道邊拱墻全環(huán)超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)，超前小導(dǎo)管采用42×4mm無(wú)縫鋼管，每循環(huán)施作，L=3.0m，間距20

7、0mm（環(huán)）×600mm（縱），搭接長(zhǎng)度不小于2m，環(huán)向支護(hù)范圍拱頂至邊墻底；鋼拱架支護(hù)I16工字鋼，間距60cm，仰拱繼續(xù)施作型鋼+錨噴支護(hù)，仰拱型鋼與邊墻型鋼焊接，保證焊接質(zhì)量，使隧道封閉成環(huán)，保證隧道沉降、收斂穩(wěn)定。圖3-7 特殊復(fù)雜地質(zhì)段襯砌支護(hù)示意圖圖3-8 型鋼拱架示意圖圖3-9 超前小導(dǎo)管布置圖3.8 地表注漿當(dāng)帷幕內(nèi)降水井無(wú)法降至隧道底板以下，且洞內(nèi)注漿仍難以解決時(shí)，可局部采取隧道上方地表注漿止水加固，注漿孔間距1m，梅花型布置，兩側(cè)注漿孔距隧道邊墻不小于0.5m。鉆孔深入底板以下2m，注漿范圍控制在隧道拱頂以上3m，底板以下2m；富水松散帶（塌穴）采取水泥-水玻璃雙液漿進(jìn)行填充，漿液配比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定；無(wú)水松散帶采取水泥漿單液注漿，漿液配比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。注漿施作至進(jìn)入基巖部分為止。圖3-10 地表注漿示意圖4、結(jié)論選擇施工方法要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，不能一味的選擇先進(jìn)的施工方法，否則即浪費(fèi)人力和物力，又耽誤工期。項(xiàng)目根據(jù)九龍江隧道實(shí)際情況，結(jié)合專家意見(jiàn)，采取“地表注漿、洞內(nèi)注漿相結(jié)合的方式進(jìn)行加固圍巖和止水，并采用地表降水措施進(jìn)一步減小地層含水量”的方法，經(jīng)過(guò)在九龍江隧道東岸實(shí)際操作，效果良好，目前九龍江隧道東岸平巷已順利開(kāi)挖。參考文獻(xiàn)：1.西氣東輸三線東段九龍江隧道東岸突水涌砂地質(zhì)災(zāi)害處理技術(shù)方案研討會(huì)專家意見(jiàn)2014.7.202.西氣東輸三