交流材料北天山隧道

突涌水（泥）地段施工技術(shù)交流材料中鐵一局集團(tuán)有限公司精伊霍鐵路工程指揮部2009年6月一、工程概況1隧道簡(jiǎn)況北天山隧道為精伊霍鐵路的主要控制工程，位于北天山西段的中山區(qū)內(nèi)，全長(zhǎng)13610m。洞身線路縱坡為人字坡，進(jìn)口段3810m為3‰的上坡，中部400m為8‰的下坡，出口段8550m為17‰、350m為13‰和500m為1‰下坡。進(jìn)出口地形陡峻，嶺頂?shù)匦纹鸱^大，嶺脊兩側(cè)溝谷發(fā)育，地形條件十分復(fù)雜。隧道最大埋深約1038m。隧道按鉆爆法方案設(shè)計(jì)，設(shè)置全長(zhǎng)平行導(dǎo)坑，平導(dǎo)長(zhǎng)13540m，位于正線隧道左側(cè)，與隧道中線線間距30m。在施工階段利用平導(dǎo)超前探明地質(zhì)情況，輔助正洞施工、排水、出碴運(yùn)輸?shù)?，使正洞的施工得以安全、快速的掘進(jìn)。在運(yùn)營(yíng)階段作為排水、救援、防災(zāi)通道。平導(dǎo)縱坡與正洞縱坡一致，平導(dǎo)坑底高程低于正洞線路路肩高程2地層巖性隧道巖性復(fù)雜，嶺北為石炭系下統(tǒng)巖層，巖性主要為砂巖、灰?guī)r、礫巖、頁(yè)巖。洞身大部通過(guò)奧陶系上統(tǒng)巖層，主要為石灰?guī)r，局部夾長(zhǎng)石砂巖、頁(yè)巖。嶺南為石炭系下統(tǒng)巖層，巖性為英安斑巖、凝灰?guī)r。3地質(zhì)構(gòu)造隧道位于博羅科努地槽褶皺帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、褶皺非常發(fā)育，走向以北西西—南東東及近東西向?yàn)橹?，具有切割深、延伸長(zhǎng)、規(guī)模大的特點(diǎn)。隧道除通過(guò)蒙馬拉爾復(fù)式背斜和F14、F15和F16三條區(qū)域性斷層外，還通過(guò)許多小的背斜、向斜及小斷層、節(jié)理密集帶。4水文地質(zhì)特征隧道通過(guò)區(qū)地下水類型主要為巖溶裂隙水、基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水。巖溶裂隙水主要發(fā)育于隧道中部的奧陶系上統(tǒng)石灰?guī)r巖層中，基巖裂隙水發(fā)育于進(jìn)、出口段石炭系下統(tǒng)巖層中，構(gòu)造裂隙水主要發(fā)育于斷層中。5隧道涌水量隧道主要穿越石灰?guī)r地層，原設(shè)計(jì)總的正常涌水量約為55815m3/d，根據(jù)隧道開挖后實(shí)際統(tǒng)計(jì)，進(jìn)口段總涌水量約為77400m3/d，出口段總涌水量約為44945m3/d，隧道總的正常涌水量約為122345m北天山隧道分段涌水量統(tǒng)計(jì)表表1隧道里程長(zhǎng)度（m）正常涌水量（m3/d）地下水類型備注DK109+240～DK110+77015301000基巖裂隙水DK110+770～DK111+0202504000構(gòu)造裂隙水DK111+020～DK111+280260500巖溶裂隙水DK111+280～DK112+26598530500巖溶裂隙水DK112+265～DK112+5002354700巖溶裂隙水DK112+500～DK114+75018504921巖溶裂隙水DK114+750～DK115+900155031000巖溶裂隙水DK115+900～DK116+200300798巖溶裂隙水DK116+200～DK117+00080016000巖溶裂隙水DK117+000～DK117+200200532巖溶裂隙水DK117+200～DK117+6004008000巖溶裂隙水DK117+600～DK118+5009002394巖溶裂隙水DK118+500～DK119+52010208338巖溶裂隙水DK119+520～DK120+2207001862巖溶裂隙水DK120+220～DK120+57035042構(gòu)造裂隙水DK120+570～DK122+85022807758基巖裂隙水合計(jì)136101223456突涌水（泥）特征隧道進(jìn)口段平導(dǎo)施工期間共發(fā)生了八次較大的突、涌水（泥），其特征如下：DzK110+825～DzK110+858段該段為F14斷層破碎帶，屬正斷層，帶內(nèi)物質(zhì)以斷層角礫巖為主（局部為奧陶系上統(tǒng)石灰?guī)r）。2005年8月22日平導(dǎo)掘進(jìn)至DzK110+825處，掌子面奧陶系石灰?guī)r層理面較清晰，涌水沿左側(cè)底部層理面、裂隙面涌出，涌水量約14210m3/d。隨著掌子面試探性向前掘進(jìn)，涌水量逐漸增加，9月10日達(dá)到最大，約38850m3/dMPa。目前基本無(wú)涌水，屬構(gòu)造裂隙水。DzK112+021～DzK112+042段2006年2月10日平導(dǎo)掘進(jìn)至DzK112+021處時(shí)，拱頂左側(cè)出現(xiàn)股狀涌水，約4000m3/d。2月15日開挖至DzK112+042處時(shí)，由于DzK112+040處發(fā)育有寬約2～3m的小斷層，隨著基巖裂隙水的不斷涌出，節(jié)理裂隙帶的細(xì)小充填物被帶出，涌水量不斷增加，2月18日達(dá)到最大，約24000m3/d，MPa。目前涌水量維持在5000m3/dDzK112+220～DzK112+226段該段位于構(gòu)造破碎帶，巖性為石灰?guī)r夾碳質(zhì)頁(yè)巖。2006年4月4日裂隙水開始在掌子面拱頂左側(cè)呈滴狀、線狀涌出，12小時(shí)后呈股狀涌出，水量4000～5000m3/d，Mpa，涌水為巖溶裂隙水。DzK112+265處2006年4月15日，在平導(dǎo)掘進(jìn)至DzK112+265處時(shí)，掌子面左上部裂隙出現(xiàn)涌水并伴有泥砂，涌水處直徑約50cm，水質(zhì)時(shí)清時(shí)濁，最大涌水量約12000～13000m3/d，最大水壓4.5Mpa，涌水為巖溶裂隙水2006年9月15日，在平導(dǎo)掘進(jìn)至處時(shí)，掌子面左側(cè)開挖輪廓線以外發(fā)現(xiàn)一小斷層，斷層內(nèi)物質(zhì)主要為斷層角礫，角礫成分主要為大理巖。斷層近東西走向，平導(dǎo)與斷層夾角較大。至9月16日，左側(cè)起拱線以上沖出一長(zhǎng)、寬、高為4m×3m×4m的空腔，集中出水點(diǎn)位于空腔體的左邊墻，掌子面涌水量最大達(dá)20000m溶裂隙水。開挖通過(guò)后實(shí)施徑向注漿處理，目前基本無(wú)涌水。DzK113+452處2007年2月2日上午9點(diǎn)，平導(dǎo)掘進(jìn)至DzK113+452處時(shí)，從右側(cè)寬的平移斷層中涌出清水，圍巖為石灰?guī)r，整體性較好。當(dāng)天下午積水已淹沒平導(dǎo)通道約350m（8‰下坡），最大涌水量達(dá)15000m3/d，1.5MPa。目前涌水量已衰減至6000m3/d左右DzK114+701處2007年10月8日平導(dǎo)掘進(jìn)至DzK114+701時(shí)，掌子面右側(cè)鉆孔眼出現(xiàn)噴射水，10月9日左側(cè)底板以上處鉆入后出現(xiàn)壓力水，其涌水量達(dá)20000m3/d，現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)水壓最大2.0MPa。目前水量已衰減至3000m3/d左右，圖5DzK114+701處涌水涌水為巖溶裂隙水。DzK114+780處2007年10月27日上午平導(dǎo)掘進(jìn)至DzK114+780時(shí)，在掌子面出碴過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)左側(cè)有一直徑約的空洞口，繼而不斷突出流體狀泥夾石，突出物質(zhì)為斷層角礫夾斷層泥，斷層角礫主要為碎裂灰?guī)r、頁(yè)巖碎塊，出水一開始呈灰色，后逐漸變?yōu)榛液谏鏊考s50～60m3/h，在清理過(guò)程中空洞口不斷擴(kuò)大，達(dá)到2.1×1m，最大涌水量約2000～3000m3/d，MPa。目前涌水量維持在300m3北天山隧道線路概況、水文地質(zhì)特征、突涌水（泥）等情況示意圖見圖7。二、交流材料概述北天山隧道自2004年11月22日開工，于2008年12約28日貫通。我們查閱了國(guó)內(nèi)外大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料，并在工地進(jìn)行了室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)合隧道的水文1高壓富水地段突、涌水處理的施工技術(shù)總結(jié)對(duì)于平導(dǎo)突、涌水段采取強(qiáng)行措施開挖通過(guò)。在平導(dǎo)前三次涌水前，根據(jù)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果分析，確定地下水為處于深部滯流帶的構(gòu)造裂隙水和巖溶裂隙水，均未發(fā)現(xiàn)有溶洞和巖溶管道及大量填充物的存在，地下水主要沿節(jié)理和層面裂隙排出，地層擠壓緊密，圍巖穩(wěn)定性好，發(fā)生大的突泥水災(zāi)害的可能性小，鑒于這種情況對(duì)前三段涌水均采取強(qiáng)行措施開挖通過(guò)。圖7線路概況、水文地質(zhì)特征、突涌水（泥）情況示意圖1.2對(duì)于高壓富水地段突、涌水處理采取平導(dǎo)“以排為主，先行通過(guò)”和正洞“以堵為主，適量排放”的施工原則。在平導(dǎo)2006年4月15日出現(xiàn)第四次涌水前，根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)結(jié)果分析，若要采取強(qiáng)行開挖通過(guò)措施，將存在很大安全隱患。圖8DzK112+265處帷幕注漿效果為確保施工安全，采取了全斷面帷幕注漿措施。由于水壓太高，止?jié){墻施工過(guò)程中先后失敗三次，導(dǎo)致近五個(gè)月無(wú)開挖進(jìn)度，工期嚴(yán)重滯后。鑒于以上情況，為確保“平導(dǎo)早日貫通”的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比、論證，最后提出了在確保施工安全的前提下，平導(dǎo)“以排為主，先行通過(guò)”和正洞“以堵為主，適量排放”相結(jié)合的總體施工原則。2006年9月6日鐵道部組織了國(guó)內(nèi)有圖9鐵道部專家組現(xiàn)場(chǎng)研討關(guān)專家對(duì)北天山隧道進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，針對(duì)隧道的高壓，突涌、水處理措施和施工原則進(jìn)行了研討，這一施工原則最后得到了專家們的基本認(rèn)同。在平導(dǎo)以后的三次較大涌水處理時(shí)，我們按照這一總體施工方案組織施工，將平導(dǎo)作為泄水、排水通道，減弱了正洞的水壓和涌水量，確保了正洞施工安全和快速掘進(jìn)。實(shí)踐證明這一方案是正確的，可行的。1.3對(duì)于高壓富水段突、涌水的處理結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，根據(jù)不同地質(zhì)條件、水壓和涌水量等實(shí)際情況，分別采取了徑向注漿、周邊帷幕注漿、全斷面帷幕注漿、超前管棚注漿等多種注漿堵水處理措施。實(shí)踐證明，采取這一靈活的處理措施很好地解決了施工防排水這一技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)的效果，確保了施工安全，降低了工程成本。2長(zhǎng)大隧道反坡排水施工技術(shù)總結(jié)隧道施工排水應(yīng)遵循“因地制宜、綜合治理”的原則，并應(yīng)優(yōu)先采用施工簡(jiǎn)單、效果顯著、降低造價(jià)的措施。2.2根據(jù)北天山隧道線路特征，長(zhǎng)大反坡地段采用固定泵站和移動(dòng)泵站相結(jié)合的排水方法。隧道洞身線路縱坡為人字坡，進(jìn)口段3810m為3‰的上坡，中部400m為8‰的下坡，出口段8550m為17‰、350m為13‰和500m為1‰下坡。圖10平導(dǎo)順坡段排水進(jìn)口段工區(qū)共承擔(dān)6805m正洞和平導(dǎo)的施工任務(wù)，反坡地段2995m需機(jī)械排水，該段最大涌水量為92447m3圖11平導(dǎo)抽排水管路圖12平導(dǎo)反坡抽排水北天山隧道進(jìn)口反坡段施工排水泵站、排水管路布設(shè)見圖13。圖13北天山隧道進(jìn)口反坡段施工排水泵站、排水管路布設(shè)三、超前預(yù)注漿施工技術(shù)1施工方案選擇根據(jù)北天山隧道不同的地質(zhì)條件、水壓、涌水量等特點(diǎn)和圍巖地質(zhì)條件，針對(duì)高壓富水段突、涌水處理采取平導(dǎo)“以排為主，先行通過(guò)”和正洞“以堵為主，適量排放”相結(jié)合的施工原則，選擇最合理的處理方案。確定實(shí)施最合理方案的主要方法是通過(guò)超前探孔，判定水流方向，測(cè)算總涌水量，確定裂隙發(fā)育段和裂隙發(fā)育程度，從而判析出前方地層在開挖后是否能夠自穩(wěn)，是否存在大量涌水、突泥砂的可能，是否能保證涌水量不會(huì)對(duì)施工造成太大影響，并確定在開挖后能否對(duì)涌水量進(jìn)行控制等。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)研究，決定排水、堵水方案的具體條件如下：（1）當(dāng)平導(dǎo)開挖前方圍巖狀況較好，無(wú)論涌水量大小，均采取排水通過(guò)的施工方案。當(dāng)正洞開挖前方圍巖狀況較好，超前探孔單孔涌水量Q單＜50m3/h；總涌水量穩(wěn)定，當(dāng)順坡施工時(shí)Q總＜500m3/h，當(dāng)反坡施工時(shí)，Q總＜300m3/h，在這種條件下采取開挖通過(guò)后實(shí)施徑向注漿堵水的施工方案。探孔區(qū)段總涌水量穩(wěn)定，但總涌水量超過(guò)500m3（2）當(dāng)探孔區(qū)段總涌水量穩(wěn)定，并小于500m3/h時(shí)，若鉆孔范圍內(nèi)裂隙分布均散，涌水段裂隙分布范圍大于3m以上，在這種條件下采取（3）開挖掌子面前方為淤泥質(zhì)或粉細(xì)砂層等軟弱、流塑性斷層地層，且有流動(dòng)水，這會(huì)造成開挖后掌子面不能自穩(wěn)，施工中易出現(xiàn)坍方、突泥、涌砂等災(zāi)害，因此，在這種情況下，無(wú)論正洞或平導(dǎo)均采取超前預(yù)注漿加固方案。在北天山隧道高壓富水段突、涌水處理過(guò)程中，主要采用了以下措施：對(duì)DzK112+043～DzK112+246、DK110+815~DK110+870、DK112+200~DK112+256、DK113+440~DK113+455富水段，采用開挖通過(guò)后小導(dǎo)管徑向注漿和支護(hù)加強(qiáng)處理措施。對(duì)DzK112+246~DzK112+274、DK112+040~DK112+080、DK112+256~DK112+281段采用超前帷幕注漿處理措施；對(duì)平導(dǎo)DzK110+825～DzK110+858段、DzK112+021～DzK112+042段、DzK113+452處、DzK114+701處采取了以排水減壓為主，加強(qiáng)支護(hù)通過(guò)的處理措施。2超前預(yù)注漿施工2.1超前預(yù)注漿方案實(shí)施的條件當(dāng)不能滿足徑向注漿等堵水加固條件時(shí)，實(shí)施超前預(yù)注漿加固方案。北天山隧道超前預(yù)注漿主要采用帷幕注漿的注漿堵水方式。2.2為防止鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)坍孔，北天山富水隧道的超前帷幕注漿均采取分段式前進(jìn)注漿施工工藝（見圖14）。2.3止?jié){墻施工止?jié){墻施工是在注漿時(shí)為滿足抵抗注漿施工過(guò)程中注漿壓力的要求采取的止?jié){模式，同時(shí)，采用止?jié){墻也可以將孔口管預(yù)埋、固定，減少在鉆孔注漿過(guò)程中因安設(shè)孔口管而影響鉆孔注漿的施工進(jìn)度，因此，在進(jìn)行超前預(yù)注漿前必須設(shè)置一定厚度的混凝土止?jié){墻。在多環(huán)帷幕注漿時(shí)，可預(yù)留一定長(zhǎng)度的止?jié){巖盤作為止?jié){墻。止?jié){墻厚度確定非常重要，厚度過(guò)小，無(wú)法抵抗注漿壓力，厚度過(guò)大造成成本增加，增加無(wú)效鉆孔長(zhǎng)度。由于止?jié){墻面積較大，可采用平板理論進(jìn)行抗壓、抗剪計(jì)算確定。采用抗壓、抗剪計(jì)算公式計(jì)算出止?jié){墻厚度一般較大，因此，采用國(guó)內(nèi)煤礦部門進(jìn)行注漿施工時(shí)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行止?jié){墻厚度取值：當(dāng)注漿壓力P<2MPa時(shí)，止?jié){墻厚度取值1m當(dāng)注漿壓力P=2～5MPa時(shí)，止?jié){墻厚度取值1.5～2.0m。圖14分段式前進(jìn)注漿工藝流程圖當(dāng)注漿壓力P=5～MPa時(shí)，止?jié){墻厚度取值～3.0m。根據(jù)北天山隧道開挖斷面、注漿壓力和工作條件等因素，平導(dǎo)DzK112+246~DzK112+274段，正洞DK112+040~DK112+080、DK112+256~DK112+281段帷幕注漿止?jié){墻厚度均采取3m。北天山富水隧道止?jié){墻結(jié)構(gòu)均采用全斷面嵌入式，施作位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行確定。為確保止?jié){墻的穩(wěn)定，在止?jié){墻位置的斷面加寬50cm，并安裝間距1m×1m，長(zhǎng)度2m的徑向錨桿嵌入斷面內(nèi)部；拱墻布設(shè)遇水膨脹止水條，間距為50～80cm，以增強(qiáng)混凝土與巖面的密實(shí)度；當(dāng)開挖面水量較大，采用砂袋將開挖工作面設(shè)置一道擋水墻，并設(shè)置排水管將水引出，并在排水管上安裝高壓閘閥。在止?jié){墻灌注混凝土?xí)r，倉(cāng)內(nèi)做好疏、排水工作，加強(qiáng)混凝土振搗，確保混凝土密實(shí)，并在工作面按照方案預(yù)埋孔口管；混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％以上后方可進(jìn)行鉆注施工。2.4孔口管安裝孔口管安裝主要分為預(yù)埋法和后裝法兩種，這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。預(yù)埋法密封性好，注漿過(guò)程中不易漏漿，但存在不易定位、鉆機(jī)施鉆難度大的弊端，同時(shí)在混凝土澆筑過(guò)程中可能出現(xiàn)孔口管移位；后裝法鉆機(jī)容易定位，可以根據(jù)需要進(jìn)行開孔，但孔口不易錨固，注漿過(guò)程中容易出現(xiàn)漏漿，影響注漿效果或無(wú)法進(jìn)行注漿。后裝法根據(jù)封口方式可以分為兩種：一是直接采用麻絲+速凝高強(qiáng)水泥系材料固定孔口管，如圖15；二是采用麻絲+錨桿固定孔口管，如圖16。圖15麻絲＋速凝高強(qiáng)水泥材料固定孔口管示意圖圖16麻絲+錨桿固定孔口管示意圖兩種孔口管固定方案進(jìn)行比較分析，如表1。孔口管固定方案比較表表1方案固定方式固定力優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)一麻絲+速凝高強(qiáng)水泥材料一般施工簡(jiǎn)單孔口管較難重復(fù)利用，密閉性一般。二麻絲+錨桿較高孔口管能重復(fù)利用主要靠錨桿拉拔力固定，施工較復(fù)雜，密閉性差。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和方案對(duì)比結(jié)果，北天山富水隧道在施工中主要采用的是預(yù)埋法，孔口管（長(zhǎng)度）隨止?jié){墻安裝模板時(shí)一起安裝預(yù)埋。在施工過(guò)程中對(duì)偏差較大的孔位進(jìn)行糾偏，重新進(jìn)行鉆孔安裝孔口管，主要采用麻絲+速凝高強(qiáng)水泥材料的方法。2.5注漿參數(shù)北天山隧道帷幕注漿參數(shù)見表2。帷幕注漿參數(shù)表表2序號(hào)參數(shù)名稱帷幕注漿1加固范圍開挖輪廓線外4~6m2擴(kuò)散半徑3注漿管直徑110mm4孔底間距3m5水泥標(biāo)號(hào)6水玻璃濃度35Beˊ7單液漿、水泥漿濃度1:1～0.6:18雙液漿、水泥漿濃度1.25:1～0.8:19水泥漿與水玻璃體積比1:1～0.6:110緩凝劑摻量水泥用量的2～2.5%11漿液初凝時(shí)間1～2分鐘12注漿終壓/MPa8～10注：1、平導(dǎo)加固范圍：開挖輪廓線外4m、正洞加固范圍：開挖輪廓線外6m。2、現(xiàn)場(chǎng)注漿施工中，注漿參數(shù)可根據(jù)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化。2.6注漿方法注漿方法一般分為前進(jìn)式分段注漿、后退式分段注漿、全孔一次性注漿三種方法。由于北天山隧道地質(zhì)情況復(fù)雜，難以一次性成孔，在施工中采取分段前進(jìn)式的注漿方法，即采取鉆、注交替作業(yè)的一種注漿方式，在施工中，實(shí)施鉆一段、注一段，再鉆一段、再注一段的鉆、注交替方式進(jìn)行鉆孔注漿施工。2.7注漿分段長(zhǎng)度前進(jìn)式分段注漿，每次鉆孔注漿分段長(zhǎng)度3～5m，對(duì)于軟斷層、軟弱破碎帶分段長(zhǎng)度更小。對(duì)于斷層影響帶由于孔壁、圍巖相對(duì)較完整，水量較大時(shí)分段長(zhǎng)度可采用5m或5m以上注漿（此時(shí)是裂隙充填注漿模式）。斷層前影響帶分段注漿長(zhǎng)度為長(zhǎng)度8～10m，進(jìn)入斷層帶與基巖面的分界處時(shí)，鉆注分段長(zhǎng)度采用2m（此時(shí)是劈裂、滲透注漿模式）。對(duì)于斷層、軟弱破碎帶加強(qiáng)注漿是防止突泥（砂）、涌水的關(guān)鍵。2.8鉆注順序采用約束型的多次鉆注順序施工，先注入凝結(jié)時(shí)間較短的漿液，充填大裂隙、空洞，后注入充填剩余的小孔隙，如圖17。選擇合適的注漿順序就是從外部達(dá)到“圍、堵、截”的目的和內(nèi)部達(dá)到“填、壓、擠”的目的，從而使注漿取得更好的效果。在注漿施工中遵循“分區(qū)注漿原則、跳孔注漿原則、由下游到上游原則、由下到上原則、由外到內(nèi)原則、約束發(fā)散原則、定量定壓相結(jié)合原則、多孔少注”的原則。實(shí)施中根據(jù)實(shí)際情況確定多種原則進(jìn)行綜合應(yīng)用，提高注漿效果。為確保加固效果和提高工效，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，北天山隧道采用先下部后上部、同一部位為先外圈后內(nèi)圈、同一圈按隔孔鉆注的鉆注順序。圖17約束型的多次鉆注順序施工圖2.9注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及效果檢查北天山隧道注漿結(jié)束采用以下標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)慰捉Y(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10min以上，單孔進(jìn)漿量小于20~30L/min，檢查孔涌水量小于/min。全段結(jié)束注漿標(biāo)準(zhǔn)：所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無(wú)漏漿現(xiàn)象；注漿后段內(nèi)涌水量不大于1m3MPa壓力下，進(jìn)水量小于2L注漿結(jié)束后，檢查比較注漿前后的涌水量，觀察裂隙漿液充填情況，利用鉆孔、注漿記錄，分析注漿是否達(dá)到要求，綜合評(píng)價(jià)注漿效果。若達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可進(jìn)行開挖；反之，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。通過(guò)對(duì)北天山隧道平導(dǎo)DzK112+246~DzK112+274，正洞DK112+256~DK112+281段采用超前帷幕注漿，注漿結(jié)束后，注漿段基本無(wú)水，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐證明注漿堵水非常成功，滿足了正洞“以堵為主，適量排放”的施工原則。3效益分析針對(duì)北天山富水隧道多次涌水原因進(jìn)行了科學(xué)的分析，總結(jié)出了根據(jù)不同水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件、水壓、涌水量，設(shè)計(jì)多種施工預(yù)案，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取相應(yīng)的注漿堵水技術(shù)、參數(shù)和開挖方法，很好地解決了防涌水與防塌方問(wèn)題。加快了施工進(jìn)度，保證了施工安全。但由于還缺乏一定經(jīng)驗(yàn)，在隧道注漿堵水施工中還存在一些技術(shù)問(wèn)題，這些問(wèn)題還有待于進(jìn)一步研究改進(jìn)。通過(guò)對(duì)突涌水處理地段施工費(fèi)用與原設(shè)計(jì)方案的比較，經(jīng)濟(jì)效益明顯，節(jié)約資金約130萬(wàn)元（節(jié)約費(fèi)用只含工、料、機(jī)使費(fèi)等工程直接費(fèi)用，不含工期提前產(chǎn)生的效益），施工工期提前了3~4個(gè)月。四、長(zhǎng)大隧道反坡排水施工技術(shù)1施工原理隧道洞內(nèi)反坡段施工排水以設(shè)計(jì)為依據(jù)，統(tǒng)籌全局。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)坡度和涌水量的變化情況及時(shí)調(diào)整施工排水方案，堅(jiān)持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工和動(dòng)態(tài)管理的原則。洞內(nèi)工作面積水采用移動(dòng)潛水泵抽至就近泵站內(nèi)，其余已施工地段出水經(jīng)臨時(shí)積水坑（道）自然匯集后引至附近泵站水倉(cāng)，再由工作泵從水倉(cāng)將水抽排至下一水倉(cāng)，如此分段接力排至變坡點(diǎn)處，再由排水溝自然排出洞外，經(jīng)凈化處理后排放。2隧道長(zhǎng)大反坡排水施工2.1方案選擇原則隧道施工排水應(yīng)遵循“因地制宜、綜合治理”的原則。并應(yīng)優(yōu)先采用施工簡(jiǎn)單、效果顯著、降低造價(jià)的措施。2.2施工排水措施2自然排水當(dāng)隧道向上坡方向開挖時(shí)，利用其自然坡度將水集中于排水溝內(nèi)排出洞外。施工時(shí)根據(jù)用水量大小、開挖坡度及排水溝材料，選擇合理的水溝斷面，排水溝斷面必須滿足隧道最大涌水量的排出需要，排水溝應(yīng)經(jīng)常清理，防止淤塞。自然排水系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)與運(yùn)營(yíng)后的排水系統(tǒng)一致，以節(jié)省建造費(fèi)用。2反坡排水隧道反坡排水一般采用反坡水溝逐段排水和排水管一次（分級(jí)）排水兩種方法。“1”反坡水溝逐段排水（見圖18）圖18反坡水溝逐段排水示意圖分段最大長(zhǎng)度根據(jù)隧道坡度、水溝底坡度及水溝深度計(jì)算。Lk=hk/（is+ik）式中：LK——分段最大長(zhǎng)度（m）；hk——水溝開挖最大深度（不大于1m）；is——線路坡度（不小于3‰）；ik——水溝底坡度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，水泵功率小，且位置固定，不需要水管。缺點(diǎn)是水泵用量多，增大了開挖排水溝的工作量。一般隧道較短和坡度較小時(shí)采用?！?”反坡排水管一次（分級(jí)）排水（見圖19）圖19排水管一次（分級(jí)）排水平面示意圖在工作面用潛水泵或輔助小水泵將工作面積水排至積水坑內(nèi)，然后由主水泵通過(guò)管道一次（或分級(jí)）將水排出洞外。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，水泵用量少，不需開挖排水溝。但需要大量排水管和大功率水泵，且隨著工作面向前推進(jìn)，需要接長(zhǎng)排水管和移動(dòng)泵站，增加了施工程序。水泵及管路選擇見表3、表4。表3水泵及管路選擇表項(xiàng)目計(jì)算公式說(shuō)明泵的排水能力（流量）(m3/h)C—涌水不均勻系數(shù)，取1.3～1.5；M—水泵的時(shí)間利用系數(shù)，0.6～0.65；Q—涌水量(m3/h)。水泵的揚(yáng)程H=(L1+L2)sinα(1+K)(m)L1—排水管長(zhǎng)度(m)；L2—吸水管長(zhǎng)度(m)；K—管路阻力換算揚(yáng)程系數(shù)，見表4；α—排水管路的傾角。水泵的軸功率(kW)—水的容重，1.0～1.1(t/m3)；—水泵效率，0.50～0.60。排水管直徑(m)(cm)—水在排水管內(nèi)的平均速度1.5～2.2m/s吸水管直徑d1=d+25(mm)吸水管最大長(zhǎng)度(m)Hs—水泵允許吸上真空高度(m)—蓮蓬頭上面的水位高度(m)表4管路阻力換算揚(yáng)程系數(shù)K實(shí)際揚(yáng)程(m)管路直徑（mm）200以下250～300350以上K（%）1030～5020～4010～2010～3020～4015～305～1530以上10～3010～203～102.3北天山隧道反坡排水施工泵站和排水管路設(shè)置反坡地段設(shè)置機(jī)械排水，可根據(jù)坡度、水量和設(shè)備情況布置管路、集水坑和泵站，分段接力排出洞外。反坡段施工排水管路和水泵配置見表5、表6。表5排水管路型號(hào)、數(shù)量、長(zhǎng)度及布置形式統(tǒng)計(jì)表序號(hào)位置規(guī)格、型號(hào)根數(shù)（根）長(zhǎng)度（m）備注11#水倉(cāng)前鋼管φ3505395水倉(cāng)間排水管路21#～2#水倉(cāng)鋼管φ3504410水倉(cāng)間排水管路32#～3#水倉(cāng)鋼管φ3504417水倉(cāng)間排水管路43#～4#水倉(cāng)鋼管φ3503480水倉(cāng)間排水管路54#～5#水倉(cāng)鋼管φ3503480水倉(cāng)間排水管路6移動(dòng)泵鋼管φ1504480移動(dòng)泵排水管路說(shuō)明：移動(dòng)泵所用管路隨著工作面推進(jìn)拆除、移動(dòng)、接長(zhǎng)。表6水泵型號(hào)、功率、臺(tái)數(shù)、抽水能力統(tǒng)計(jì)表序號(hào)泵站350QW1500-15-90（90kW）WQ400-10-22（22kW）泵站抽水能力（m3/h）工作備用抽水能力（m3/h）工作備用抽水能力（m3/h）11號(hào)泵站3115002450