大田一号隧道出口处理坍塌涌水施工技术

摘要：以大田一号隧道在围岩变化较大，破碎、易坍塌的施工过程中同时出现坍塌涌水为今后施工提供防范对策，确保安全和施工质量，以便在类似工程中借鉴。

关键词：双线隧道，坍塌，涌水，处理技术

Abstract: the number one in the field of surrounding rock tunnel larger changes, the broken, easy to collapse in the construction process of time in water gushing collapsed for future construction to provide the preventive measures, and ensure safety and construction quality, so in the similar projects for reference in.

Keywords: two-lane tunnel, collapse, water gushing, processing technology

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

正文：

1 工程概况

新建贵广铁路大田一号隧道位于广西柳州市三江县，为一条山区高速铁路双线隧道，设计时速250㎞/h（预留提速条件）,隧道内轮廓尺寸为12.2×8.68米，该隧道全长1667米，隧道起讫里程为D3K319+137～D3K320+804。

2010年1月3日，该隧道在掌子面施工至D3K320+220处时发生了突水突泥，在D3K320+220左侧出现一溶腔口，内有大量的填充物、水不断涌出，经过现场两个小时不间断测算，共涌出黄泥及碎碴约7000m3；期间最大水流量为4.5m3/s，48小时后流量降至0.08m3/s，涌水量约2万方；现场通过采取打设小导管注双液浆对填充物固结，初期支护按Ⅴ级复合进行支护,I20b钢拱架间距采用50cm，按三台阶法施工至D3K320+177处;在突水突泥处理段掌子面掘进过程中，原塌方溶腔从左侧逐渐向右侧前上移，同时伴有填充物涌出，在处理过程中又多次涌出碎碴约2000 m3，每次均采用了打小导管注浆固结。

当掌子面施工至D3K320+177时，仰拱里程D3K320+210，二衬里程D3K320+225，洞口距掌子面约627米，掌子面围岩级别为Ⅴ级。掌子面处隧道埋深约140米，设计要求按照大拱脚台阶法进行开挖。

2 地质概况

D3K320+177处掌子面围岩为薄～中厚层状的硅质岩夹页岩、节理、裂隙发育，岩体破碎，围岩稳定性差，易剥落、掉块、坍塌。D3K320+177段掌子面拱顶右上侧出现局部坍塌。

3 水文概况

①.TSP探测情况具体如下：D3K320+191～D3K320+149：硬岩；结构面发育至极发育，岩体呈块石碎石状结构，局部成散体结构；线状淋水，局部成股状。围岩级别Ⅴ级。

②.地质雷达探测情况

经地质雷达探测，溶腔与隧道小角度相交，溶腔宽6～8米、高度不确定、纵向延伸较长；

③.掌子面围岩情况：围岩为青灰、灰黑色的薄～中厚层状的硅质岩夹硅质页岩，岩层扭曲现象严重，节理、裂隙发育，岩体较破碎，围岩稳定性差，易掉块。地下水发育，流量约为0.07～0.08m3/s。

DK320+177处拱顶塌方情况 DK320+177处中导部位涌水情况

4 处理技术

①对坍塌体反压固结

对坍塌体采用砂袋进行堆码反压；对反压体挂设钢筋网（钢筋规格为φ8，间距为20×20cm），喷射C20砼；在反压体上打设φ42小导管，导管长度为4m，注浆固结反压体。

②管棚超前支护

D3K320+177～D3K320+164段拱部采用φ108大管棚超前支护，采用二重管A、B(C)无收缩双液WSS工法注浆、环向间距0.5m布置，共计38根。当施工至D3K320+164时，根据实际地质情况考虑是否再次施作大管棚；

③进一步查明地质变化情况

由于D3K320+177处掌子面涌水量较大，围岩时有变化，为确保施工安全及进度，确定探测掌子面前方30m范围内隧道的围岩情况，在D3K320+177处掌子面进行超前水平钻探，采用全气压回转钻进，钻探长度为30m。在掌子面区域分别钻设8个超前水平探孔，点位布置图如下：

图1：超前水平钻探掌子面点位布置图

对钻探过程进行全过程记录，主要是对各个孔的水流量及地质情况进行详细记录，包括钻进过程中每米钻进时间及是否有卡钻现象。

④注浆堵水

为了确保附近居民用水及水保需要，在D3K320+177～D3K320+240段采用4.5m长φ42小导管填充注浆，全环按0.5m×0.5m梅花型布置。注浆量以达到不漏水为止。

⑤掘进支护

开挖方法按照原设计大拱脚台阶法进行开挖施工，开挖过程遵循“弱爆破，短进尺”的开挖原则。从D3K320+177开始按Ⅴ级Ⅱ型加强复合式衬砌施工，采用Ⅰ20b钢架，间距0.6m,挂φ8钢筋网片进行支护施工，支护过程中对塌腔部位预留φ200砼注射管，二衬施工之前进行吹砂回填。

⑥监控量测

在开挖掌子面拱顶、拱脚设置监控量测点，量测点采用φ20钢筋打入围岩进行固定，打入长度20cm，钢筋外楼部分焊接挂钩，将十字反光贴粘结于挂钩上，量测点纵向间距为5m，观测频率为2次/天，定期对拱顶下沉，收敛值进行监测，并对地表下沉情况按相关规范要求测设，并将量测数据及时分析整理反馈至施工现场。

⑦仰拱施工

在D3K320+210～D3K320+164段仰拱开挖后对隧底承载力进行动力触探试验，若地基承载力≤250Kpa，对地基采取插打钢管桩注浆进行处理，并在仰拱施做完毕后全环铺设防水板进行隧底防水处理。

⑧二衬施工

二衬从D3K320+225开始施工前，按5m间距设置透水盲管，并在施工缝处预埋注浆管，发现有渗漏水时采用无收缩双液注浆进行处理。

5 施工效果

通过对该段围岩进行系统的处理，施工单位顺利度过了不良地质段，安全质量得到了保证。通过总结，主要施工效果如下：

①现场发现大管棚+WSS双液注浆对软弱围岩支护有显著的效果，尤其是WSS双液注浆渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性效果更加明显；同时在地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能；浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际进行适当调整。

②通过对二衬增加预埋透水盲管，二衬背后渗水处于有组织排水状态，经过一年多时间观察，二衬无渗漏水现象。

6 结束语

坍塌以及涌水是广西山区隧道施工中较常见的地质问题，施工过程中采取多种地质预报方法相结合，充分认识地质条件，并加强对围岩的监控量测，及时分析整理反馈至施工现场，根据地质情况提出有针对性的处理方案，提前做出预防控制措施；在实际施工中提高规避风险意识，有充分的风险应对的思想准备，才能使隧道施工安全、稳步向前推进。

7 参考文献

1、新建贵广铁路隧道施工相关图纸及文件

2、关宝树 《隧道工程施工要点集》人民交通出版社

3、闫天俊，吴立《现代隧道施工中常见地质灾害问题及防治》：1000—3746(2003)04—0062—03

4、林伍潮，邱榕木 《不良地质条件下隧道病害治理方法》

5、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214－2005）

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。