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浅谈浅埋富水膨胀土隧道施工止水技术

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  摘要:在隧道施工过程中,地质条件是影响施工进度和质量的重要因素。因此,在施工前充分考虑地质条件,采用合理的施工方法尤为重要。结合皂树岭一号、二号两座隧道施工,提出深孔注浆堵水的方法及施工注意事项,对今后类似工程的施工具有指导意义。
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  Abstract: In the process of tunnel construction, geological conditions are important factors affecting the construction progress and quality. Therefore, it is particularly important to fully consider the geological conditions and adopt reasonable construction methods before construction. Combined with the construction of the No. 1 and No. 2 tunnels in Zaoshuling, the method of blocking water in deep hole grouting and construction precautions are proposed, which will be instructive for the construction of similar projects in the future.
  关键词:浅埋;膨胀土;注浆;堵水
  Key words: shallow buried;expansive soil;grouting;plugging water
  中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)11-0147-02
  0 引言
  隧道施工过程中无可避免的会遇到断层、膨胀土、塌方、涌水等复杂地质环境,在对这些段落进行开挖施工过程中需要增加各类加固支护措施,以确保施工安全。然而,在实际施工中经?;嵊龅蕉嘀痔厥獾刂式徊娉鱿?,这已成为施工及后期运营安全的棘手问题之一。
  本文通过对复杂环境下浅埋富水区膨胀土隧道施工技术的研究,提出了针对这一地质情况在开挖过程中采用深孔注浆堵水的方法,应用于现场施工,取得了很好的效果,在今后的施工过程中具有很好的指导和借鉴意义。
  1 膨胀土围岩的特性和对隧道施工的危害
  膨胀土围岩在开挖之前具有较高的地层初始应力,高强度特性及膨胀性。因此,膨胀土围岩隧道施工过程中,在开挖后初始应力释放、强度降低,岩性发生较大变化,进而导致隧道发生较大变形。特别是在遇水后发生膨胀,造成隧道两侧、拱顶及底板挤压变形,破坏已完成的初期支?o或二次衬砌。因此,在开挖施工过程中做好止水工作至关重要。
  2 工程概况
  本工程位于陕西省安康市辖区汉江右岸大巴山低山区,隧道洞身地表自然坡度40°~60°,分布“V”型侵蚀谷,多为东西走向。洞身顶部覆盖层为膨胀土,属安康盆地高阶地貌。本处新建的两座隧道紧邻,最小净间距8.59m,最大埋深约32m。
  经现场实地详细调查,隧道浅埋影响段设定为线路两侧各25m,经调查处在该范围内的房屋约63户,计约17181m2,在此范围外仍有多处房屋、道路及水井等构筑物。
  3 浅埋富水膨胀土隧道施工止水技术
  3.1 止水方法
  皂树岭两座隧道沿线居民密布,属于拆迁范围只是少部分,大部分住户仍分布在隧道两侧,其生产、生活用水均来自各自的水井及水塔,隧道施工中如遇到地下水,采用抽排方法势必破坏地下水系将严重影响居民用水安全,同时也会产生较大社会影响。
  因此在隧道遇到地下水时应采取事先封堵止水的方案,以保证社情、民情稳定,同时为施工创造良好的外部环境。根据相关地铁施工经验,认真研究分析后决定采用深孔注浆堵水的方法,既WSS施工方法对两座隧道浅埋富水区段进行止水。
  3.2 WSS施工方法
 ?、僮⒔准渚啵焊莨こ淌导嗜范?,一般为5m~1.5m;
 ?、谧⒔艿纳柚茫鹤昕谆⒔苌栌谠ざㄉ疃茸⑷肭逅⒋咏夯旌掀鞫瞬苛鞒?;
 ?、酆崤缟渥⒔?、注浆管设置完毕,浆端点关闭、进行横喷射切换,一般为15L/min。同时根据工程实际进行调整;
 ?、芑爻樽⒔菏┘友沽ψ⒔?,必须精心操作控制压力;
 ?、葑⒔崾⒔瓯辖⒔艹逑锤删蝗渴栈?,对注浆孔进行密封,恢复原毕状;
 ?、藿呵慷?、硬化时间、渗透性能可根据工程实际需要调整;
 ?、呓翰涣魇?、固结后不收缩、硬化剂无毒、对周围环境及地下水资源不造成污染。
  3.3 WSS法施工注意事项
 ?、僭谟械叵滤雎都O蠡蛄严端隙嗟那榭鱿陆卸毓苌羁鬃⒔滤?;
 ?、谏羁鬃⒔滤孜徊捎么怪闭谱用娴乃娇?、垂直中、下台阶及仰拱的垂直孔及斜孔;孔深根据现场情况而定,水平孔一般为10~20m,垂直孔及斜孔一般为5~10m;
 ?、圩⒔舛露温涑笆┕っ?~3m。注浆封堵后要根据实际情况判断堵水效果,并及时调整注浆参数以达到堵水目的。
  3.4 涌水突泥的应急处理措施
  如果突涌水处理不当或处理不及时,大量的涌水将淹没开挖面,甚至造成人员、设备的损失,处理工作费时费力费钱,并延误工期。为此制定以下几种应急预案,并准备好相应的材料和设备。
 ?、倏焖俜舛?。
  当钻孔推进中遇到涌水,但涌水量不大压力不高时,钻杆不拔出,随即在孔口插小直径注浆管,实施顶水预压(采用凝胶时间短的水泥-水玻璃双液浆),将钻孔已施钻部分封住,不让水涌出。然后在其周围另行钻孔实行前进式注浆,即钻一段注一段,逐步推进。  ?、谠錾杌炷林菇椒至骷跹棺⒔?。
  当钻孔施钻过程中,孔内涌水大、压力高,出现突然涌水时,按以下步骤处理:涌水孔孔口紧贴开挖面设钢管汇水引流,将涌水的大部分从钢管内引排至排水沟;在孔口钢管四周拼组木箱,作为涌水散流部分的汇水箱,以免影响第一段混凝土止浆墙的浇筑质量。
  沿隧道轴向紧贴撑子面分两段浇筑混凝土止浆墙。第一段,紧贴开挖面浇筑,厚度2.5m左右;并在汇水木箱内布置3根?准89钢管作为涌水的补充引流管;第二段止浆墙厚度2m左右。墙内预埋周边注浆管,注浆封堵止浆墙与开挖面之间的空隙,防止止浆墙漏浆。
  在止浆墙上布孔施钻,并从下而上逐管前进式分段压浆。先注水泥浆,后注双液浆。压浆时除注浆孔,其他孔开闸放水减压。压注最后一个涌水孔时,其他孔的管口闸阀均关闭,对该孔实施高压顶水压浆方法封堵。
 ?、郾嘀舛?。
  在施工中预先准备一定数量装好碎石砂的编织袋,在施工中遇到突水涌泥情?r时,先用袋装碎石对突泥进行封堵拦截,并根据情况采取迂回排水法或帷幕注浆堵水,并根据突水涌泥对围岩的扰动情况,采用长大管棚、型钢拱架等强支护措施,掩护开挖。
  4 结论
  在对皂树岭两座浅埋富水膨胀土隧道开挖施工过程中,采用深孔注浆堵水的方法进行止水,很好的抑制了围岩中的裂隙水,取得了很好的效果。同时,结合监控量测合理的安排衬砌施做时间,确保工程质量。目前已安全顺利施工完成,其施工经验及深孔注浆堵水的方法为今后类似工程的施工提供了经验。
  参考文献:
  [1]李朝晖,李永丰.膨胀性围岩隧道工程病害述评[J].西部探矿工程,2002(05).
  [2]郝中海,李文杰.膨胀土隧道施工技术要点[J].公路交通科技,2002,19(6):102-104.
  [3]赵云峰,白先祥,吴汉雄.膨胀土地区隧道施工的几点经验 [J].西部探矿工程,2009(04).
  [4]陈湘君.软弱膨胀性围岩隧道的设计与施工[J].铁道标准设计,1994(12).

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