第一篇：富水砂土互層隧道真空降水設(shè)計(jì)的施工技術(shù)論文

摘要：以蒙華鐵路陽(yáng)城隧道施工為背景，介紹陜北地區(qū)黃土高原侵蝕性梁峁溝谷地層中富水砂土互層設(shè)計(jì)及施工技術(shù)。對(duì)于該類富水砂土互層物理特征造成隧道施工極易引發(fā)涌水、涌砂、塌方等現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)特性、水文地質(zhì)，隧道內(nèi)水的補(bǔ)給形式和涌水量和變化規(guī)律采取真空降水治水設(shè)計(jì)和技術(shù)措施，以保證隧道施工安全，確保工程順利施工。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)；富水砂土互層；真空降水

1工程概況

陽(yáng)城隧道位于陜西省榆林市靖邊縣龍洲鄉(xiāng)雙城村附近，為單洞雙線隧道，隧道總長(zhǎng)7108.25m，隧道最大埋深約207m。陽(yáng)城隧道區(qū)內(nèi)地形受地臺(tái)抬升及黃土高原水流向源侵蝕的影響，下切作用明顯，“V”字型沖溝發(fā)育，呈樹枝狀分布，形成溝壑縱橫、支離破碎的特點(diǎn)，地形較為復(fù)雜，為典型的黃土高原侵蝕性梁峁溝谷地貌類型。DK245+072～DK245+190段施工中掌子面揭示地層為砂質(zhì)、黏質(zhì)新黃土交錯(cuò)、層狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)、砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、厚層薄層交錯(cuò)層理構(gòu)造，結(jié)構(gòu)松散、節(jié)理裂隙發(fā)育富水飽和，呈流塑狀，自穩(wěn)能力極差；地質(zhì)條件異常復(fù)雜，地層變化較大，古沖溝發(fā)育，古基巖面（土石分界）起伏較大，地下水受下游麥家溝水庫(kù)人工蓄水的影響，地下水位抬升。古沖溝內(nèi)沉積白堊系全風(fēng)化砂巖，洞身處于地下水位以下。由于地下水的滲流作用，隧道開挖過程中地下水滲入隧道，軟化隧道圍巖，對(duì)軟質(zhì)圍巖的影響尤為突出。在該類地層中開挖隧道極易引發(fā)涌水、涌砂、塌方現(xiàn)象。

2富水砂土互層特征及施工難點(diǎn)

①掌子面圍巖為砂質(zhì)、黏質(zhì)新黃土交錯(cuò)、層狀結(jié)構(gòu)，含水率大，高達(dá)22%。土體松軟，滲水量較大，局部呈泥漿狀、流塑狀，掌子面極易出現(xiàn)開裂、脫落現(xiàn)象，土體自動(dòng)流淌涌出，不能自穩(wěn)，無(wú)法進(jìn)行開挖作業(yè)。②未成巖的全風(fēng)化白堊系砂巖，呈松散狀，顆粒級(jí)配不良，黏聚力c值小，塑性低。含砂率偏大，顆粒偏細(xì)。整體結(jié)構(gòu)松散，觸變性強(qiáng)，對(duì)變形非常敏感，稍有擾動(dòng)即可能發(fā)生大的溜塌，輕者造成空洞，重者引起較大的塌方。③圍巖自身無(wú)任何承載力，全靠初支承受荷載。開挖擾動(dòng)在拱腳處易形成流砂，引起涌水涌砂，圍巖呈流塑狀，造成已施工段落初支沉降、變形較大，最大沉降達(dá)89cm，初支出現(xiàn)環(huán)向貫通裂縫，縫寬最大達(dá)9cm?；谝陨咸卣?，通過降低含水率改變泥質(zhì)膠結(jié)砂巖物理狀態(tài)由流塑狀變?yōu)楣腆w狀提高圍巖力學(xué)強(qiáng)度和自穩(wěn)能力是解決富水砂土互層施工的關(guān)鍵。

3富水砂土互層真空降水施工技術(shù)

井點(diǎn)降水適用于透水性較強(qiáng)的地層和透水性較差（透水系數(shù)10-5～10-2cm/s）的地層。降水方案在砂巖地段主要采用輕型井點(diǎn)降水為主。地層含水量大降水困難時(shí)輔以超前深孔降水，集水井積水，完善的排水系統(tǒng)將水分級(jí)排至洞外。通過超前降水、輕型井點(diǎn)降水措施，圍巖含水量降低，砂巖物理狀態(tài)由流塑狀變?yōu)楣腆w狀提高圍巖力學(xué)強(qiáng)度和自穩(wěn)能力。3.1輕型井點(diǎn)真空降水輕型井點(diǎn)降水是豎向排水。輕型井點(diǎn)降水在隧道一側(cè)或兩側(cè)埋設(shè)井點(diǎn)管深入含水層內(nèi)，井點(diǎn)管上端通過連接彎管與集水總管連接，集水總管與真空泵和離心水泵相連，啟動(dòng)抽水設(shè)備，地下水在真空泵的吸力作用下，經(jīng)濾水管進(jìn)入井點(diǎn)管和集水總管，排出空氣后，由離心水泵的排水管排出，使地下水降至基坑以下。本法機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單、使用靈活、裝拆方便、降水費(fèi)用低降水效果好。輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)：①井點(diǎn)管設(shè)計(jì)。輕型井點(diǎn)降水井點(diǎn)管采用4m長(zhǎng)準(zhǔn)32mmPRV冷水管，下端接長(zhǎng)1m同直徑鉆有準(zhǔn)15mm梅花孔（孔距25mm）的濾管，濾管末頭用100目紗網(wǎng)封堵，濾管外側(cè)用100目紗網(wǎng)包裹兩層作為濾網(wǎng)，每隔40cm纏10號(hào)鉛絲。連接彎管用膠皮管連接井點(diǎn)管和總管?？偣苡脺?zhǔn)75mmPRV冷水管帶接頭，采用熱熔法密封。②井點(diǎn)管降水機(jī)具。真空泵：生產(chǎn)率4.4m3/min；真空度100kPa，電動(dòng)機(jī)功率5.5kW，轉(zhuǎn)速1450r/min。離心水泵：生產(chǎn)率20m3/h；揚(yáng)程25m；抽吸真空高度7m，吸口直徑50mm；電動(dòng)機(jī)功率2.8kW，轉(zhuǎn)速2900r/min。③井點(diǎn)管布置。井點(diǎn)管布置依據(jù)隧道寬度、地質(zhì)水文情況、工程性質(zhì)、降水深度確定。埋深依據(jù)降水深度和含水層位置決定，必須埋入含水層。同一地面高度含水層濾管高程保持一致，臺(tái)階處根據(jù)滲水量大小、臺(tái)階高度調(diào)節(jié)，含水層濾管高程應(yīng)高差應(yīng)小于臺(tái)階高度1/2倍。輕型井點(diǎn)降水井點(diǎn)管按照雙排線性布置，每排距離初支面大于1m，防止支護(hù)過程中對(duì)圍巖擾動(dòng)從而出現(xiàn)井點(diǎn)漏氣，單排行距0.5m，防止距離太小串孔。隧道為排出襯砌背后圍巖和開挖方向地下水井點(diǎn)管豎向設(shè)傾角，保證同一地面高度含水層濾管高程保持一致，臺(tái)階處含水層濾管高程應(yīng)高差應(yīng)小于臺(tái)階高度1/2倍。上中下臺(tái)階布井點(diǎn)管置如下：1）上臺(tái)階拱腳兩側(cè)斜向下外插打豎向降水管，降水管長(zhǎng)3m，縱向間距為0.5m，外傾角30°，向前傾斜角30°。2）中臺(tái)階拱腳兩側(cè)斜向下外插打豎向降水管，降水管長(zhǎng)5m，縱向間距0.5m，向外傾斜角60°，向前傾斜角30°。3）下臺(tái)階兩側(cè)拱腳斜向下外插打豎向降水管，降水管長(zhǎng)5m，縱向間距0.5m，向外傾斜角30°，向前傾斜角60°。④井點(diǎn)施工工藝。施工準(zhǔn)備→測(cè)量定點(diǎn)→水沖成孔→安裝井管、濾水管→孔口封堵→管線連接→試抽與檢查→正式抽水→排水。井點(diǎn)成孔采用回旋式或沖擊式鉆機(jī)成孔，孔徑30cm,井深比井點(diǎn)設(shè)計(jì)深50cm；洗井用0.6m3空壓機(jī)或水泵將井內(nèi)泥漿抽出；井點(diǎn)徐徐插入井孔中央，外露出地面20cm，倒入5～30mm石子，使管底高50cm。再沿井點(diǎn)管四周均勻投放2～4mm粗砂，上部1m深用黏土填實(shí)防漏氣。井點(diǎn)埋設(shè)完成連接總管。部件連接完成后與抽水設(shè)備相連，接通電源進(jìn)行試抽水，檢查有無(wú)漏氣、淤塞情況、出水情況是否正常，如有異常檢修后使用。3.2洞內(nèi)超前深孔真空降水超前深孔真空降水水平斜傾向排水。針對(duì)掌子面地下水豐富，開挖時(shí)易發(fā)生涌水、涌砂、塌方現(xiàn)象，采用掌子面超前深孔真空降水。3.2.1降水管設(shè)計(jì)超前深孔真空降水管采用12m長(zhǎng)準(zhǔn)32mm鋼絲軟管，管端2m及管外0.5m段不設(shè)降水鉆孔，管身剩余部位鉆設(shè)準(zhǔn)8mm孔（孔間距10cm梅花形布置）。管身末頭用100目紗網(wǎng)封堵，管身外側(cè)用100目紗網(wǎng)包裹兩層作為濾網(wǎng)，每隔20cm纏10號(hào)鉛絲。深入含水層處管頭密封。連接彎管用膠皮管連接降水管和總管?？偣苡脺?zhǔn)75mm鋼絲軟管帶接頭密封。超前深孔降水機(jī)具同井點(diǎn)管降水機(jī)具。3.2.2降水管布置降水管布置依據(jù)隧道寬度、地質(zhì)水文情況、工程性質(zhì)、出水量、出水位置確定。埋深依據(jù)掘進(jìn)進(jìn)尺和出水量決定，必須深入含水層。超前深孔降水沿上臺(tái)階周邊按環(huán)向間距0.3m布孔，管長(zhǎng)12m，每3m設(shè)置一環(huán)。上臺(tái)階核心及底部按橫向間距0.5m布孔，管長(zhǎng)12m，每3m設(shè)置一環(huán)。3.2.3超前深孔真空降水施工工藝超前深孔真空降水施工工藝流程同井點(diǎn)降水。超前深孔真空降水采用地質(zhì)鉆機(jī)（鉆桿為準(zhǔn)73mm套管）成孔，成孔后退出。然后開始送降水管，每下一節(jié)降水管跟進(jìn)一節(jié)套管，降水管接頭焊接，送管后退出套管。降水管采用特殊結(jié)構(gòu)管頭的降水管與套管對(duì)接（可點(diǎn)焊）。采用C25噴射混凝土全封閉掌子面，厚度10cm。每排降水管與準(zhǔn)75mm主管連接。3.2.4集水井設(shè)置集水井設(shè)置在基底部位每20m左右各設(shè)置一處，主要匯集掌子面及已施做支護(hù)地段滲水，作為輕型井點(diǎn)降水、真空降水的輔助措施。為盡量減少掌子面滲出的水流對(duì)邊墻的影響，集水井設(shè)置在距離斜井邊墻不小于1m處；集水井井深1.5m，井徑100cm；集水井（自動(dòng)抽水裝置）集中抽到泵站集水箱再排水出洞外。在隧道設(shè)置大型集水箱，設(shè)置排水系統(tǒng)。掌子面及已施做支護(hù)地段的滲水通過隧道兩側(cè)排水溝匯集到集水井內(nèi)，集水井（自動(dòng)抽水裝置）集中抽到洞內(nèi)集水箱內(nèi)，井點(diǎn)降水直接抽到集水箱。待集水箱內(nèi)淤泥沉積后轉(zhuǎn)抽到中心大型集水箱內(nèi)，再用離心泵通過排水管路排水洞外。

4施工注意事項(xiàng)

①一套抽水設(shè)備的總管長(zhǎng)度一般不大于40～50m。當(dāng)主管過長(zhǎng)時(shí)，可采用多套抽水設(shè)備；井點(diǎn)系統(tǒng)可以分段，各段長(zhǎng)度應(yīng)大致相等，宜在拐角處分段，以減少?gòu)濐^數(shù)量，提高抽吸能力；分段宜設(shè)閥門，以免管內(nèi)水流紊亂，影響降水效果。②集水總管標(biāo)高宜盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0.25%～0.5%的上仰坡度，水泵軸心與總管齊平。③降水過程中，真空負(fù)壓控制在-0.06MPa以下，如果壓力升高，必須對(duì)降水管進(jìn)行逐根排查，看有無(wú)漏氣，同時(shí)必須檢查插入土層中的井點(diǎn)管密封是否到位，漏氣部位必須采用膠布纏緊。④工地現(xiàn)場(chǎng)備足抽水泵，數(shù)量多于井?dāng)?shù)的10％。使用的潛水泵要做好日常保養(yǎng)工作，經(jīng)常檢查泵的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時(shí)換泵，壞泵應(yīng)立即修復(fù)，無(wú)法修復(fù)的應(yīng)及時(shí)更換。⑤降水工作與隧道開挖施工密切配合，確保隧道開挖安全。⑥降水設(shè)備在施工前及時(shí)做好調(diào)試工作，降水井在降水運(yùn)行階段，電源必須保證，設(shè)置雙電網(wǎng)，確保降水井正常運(yùn)行。⑦為保證降水效果，避免循環(huán)降水，務(wù)必做好排水系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)于反坡隧道，除做好距離開挖工作面附近2～3m處的集水坑外，對(duì)于隧道底板已完成的部分，宜每隔4～6m設(shè)置一道截水槽，每隔20～30m設(shè)置1處集水坑，集水坑位置在截水槽的一端或兩端，以避免底板已完成部分的壓力水回灌到工作面處，影響正常施工。⑧施工過程中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整。即在降水前或降水過程中發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，達(dá)到安全施工。降水系統(tǒng)運(yùn)行3～5天后水位降到設(shè)計(jì)要求，如果排水量不變持續(xù)抽水，地下水位將持續(xù)不斷的下降，也是不經(jīng)濟(jì)的，因此，在降水的過程中應(yīng)持續(xù)觀測(cè)、記錄地下水位的變化，水位穩(wěn)定后適當(dāng)調(diào)整排水總量，以達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的效果。對(duì)于整個(gè)降水系統(tǒng)而言，如果發(fā)現(xiàn)降速太慢或達(dá)不到開挖深度時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)泵量，加大排水量；反之，要求減少排水量。

5結(jié)論

井點(diǎn)降水、超前深孔降水在富水砂土互層地質(zhì)條件下施工有效降低了圍巖含水率，穩(wěn)固圍巖，圍巖由流塑狀變?yōu)檐浰軤?，開挖時(shí)不再流淌，短時(shí)間內(nèi)有一定自穩(wěn)能力，提供一定的施工時(shí)間。使作業(yè)區(qū)域達(dá)到無(wú)水或少量滲水的狀態(tài)，滿足隧道施工要求。確保了隧道開挖的質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋秀清，劉杰．隧道施工[M]．人民交通出版社，2014.[2]譚仁輝．隧道工程[D].重慶大學(xué)，2011.[3]肖廣智.不良、特殊地質(zhì)條件隧道施工技術(shù)及實(shí)例[M].2015人民交通出版社股份有限公司.[4]鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.《陽(yáng)城隧道施工圖》圖號(hào)：蒙華浩三段施隧04-01～18.[5]鐵路隧道工程施工技術(shù)指南，2008.

第二篇：富力建業(yè)凱悅廣場(chǎng)3#C真空井點(diǎn)降水施工方案 2018-6-11

富力建業(yè)凱悅廣場(chǎng)3#C真空井點(diǎn)降水

施工方案

編制：

審批：

新蒲集團(tuán)建設(shè)工程有限公司

2018年 月 日 富力建業(yè)凱悅廣場(chǎng)3#C真空井點(diǎn)降水施工方案

工程概況：本工程位于河南省鄭州市中州大道與金達(dá)路交叉口西南角，地上總面積為14943.81㎡。本工程建筑形體不規(guī)則，主樓地下三層，地上14層，建筑總高度46.63米，裙房地下三層，地上三層，建筑總高度9.93米?；A(chǔ)為筏板基礎(chǔ)、天然地基。地下二層、三層為地下車庫(kù)，地下一層為非機(jī)動(dòng)車庫(kù)與設(shè)備用房，1層~3層為商鋪，4層以上為精品服飾。

工程地質(zhì)、水文條件：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察和地質(zhì)及土層的分析，3#B樓地下水位較高位于-13.1m與地質(zhì)報(bào)告基本相符。按照合同要求，分包單位將水位降至筏板下30cm處，由于不能滿足電梯井、積水坑-15.7m需要，現(xiàn)需進(jìn)行局部降水（附圖），綜合多方研究決定采用輕型井點(diǎn)降水的方法，具有質(zhì)高、降水快的效果。并且黏土層上邊的流水層，真空可以把水硬吸過去，能使工程盡快開挖，并且降低工程成本。

輕型井點(diǎn)的施工安裝及井點(diǎn)布置：根據(jù)開挖基坑的形狀和深度，確定點(diǎn)管的沖安距離和下沖深度。點(diǎn)管周圍多下粗砂，好粗砂便于圖層水往下滲透，使降水設(shè)備能夠充分的吸水和排水，縮短降水周期。

輕型井點(diǎn)的設(shè)備：主機(jī)選用IS-80泵+7.5KV電機(jī)7臺(tái)，IS-80泵+4.5KV電機(jī)3臺(tái)；總管用直徑75mmPPR桿管，點(diǎn)管用32mmPPR管，連接管用40mm管與真空泵和桿管連接。封閉漏氣。

二級(jí)蓄水池做法：用323型號(hào)挖機(jī)現(xiàn)場(chǎng)（見布置圖）挖4米*4米*1.5米坑，坑內(nèi)四周用8米*8米透明雨布鋪設(shè)。抽水設(shè)備選用清水泵一臺(tái)，功率5.5KV電機(jī)，雙葉輪，揚(yáng)程30米，出水口徑75mm，排水管采用軟質(zhì)PC 管，長(zhǎng)度100米。

降水施工流程：施工員放線點(diǎn)位→開挖沖井點(diǎn)溝槽→布置井位→高壓潛水泵沖孔→下井點(diǎn)管→填好河沙濾料→連接桿管與立管→封閉漏氣→試抽→降水→排至二級(jí)蓄水池（一般不超過30米）→二級(jí)蓄水池抽至道路污水管道→拆除設(shè)備。成品保護(hù): 1.井點(diǎn)成孔后，應(yīng)立即下井點(diǎn)管并填入濾料，以防塌孔。不能及時(shí)下井點(diǎn)管時(shí)，孔口應(yīng)蓋蓋板，防止物件掉入井孔內(nèi)堵孔。

2.井點(diǎn)管埋設(shè)后，管口要用木塞堵住，以防異物掉入管內(nèi)堵塞。3.井點(diǎn)使用應(yīng)保持連續(xù)抽水，并設(shè)備用電源，以避免泥沙沉淀淤管。

井點(diǎn)降水特殊施工措施：井點(diǎn)連接橫管及排水管采用地埋法處理，埋深深度位于主樓筏板墊層向下20公分，以保證后續(xù)分項(xiàng)工程施工。安全措施: 1.沖、鉆孔機(jī)操作時(shí)安放平穩(wěn)，防止機(jī)具突然傾倒或鉆具下落，造成人員傷亡或設(shè)備損壞。

2.已成孔尚未下井點(diǎn)前，井孔應(yīng)用蓋板封嚴(yán)，以免掉土或發(fā)生人員安全事故。

3.各機(jī)電設(shè)備應(yīng)由專人看管，電氣必須一機(jī)一閘，嚴(yán)格接地、接零和安漏電保護(hù)器，水泵和部件檢修時(shí)必須切斷電源，嚴(yán)禁帶電作業(yè)。施工注意事項(xiàng): 1.成孔時(shí)，如遇地下障礙物，可以空一井點(diǎn)，鉆下一井點(diǎn)。井點(diǎn)管濾水管部分必須埋入含水層內(nèi)。

2.井點(diǎn)使用后，中途不得停泵，防止因停止抽水使地下水位上升，造成淹泡基坑事故，一般應(yīng)設(shè)雙路供電，或備用一臺(tái)發(fā)電機(jī)。

3.井點(diǎn)使用時(shí)，正常出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”，如不上水，或水一直較混，或出現(xiàn)清后又混等情況，應(yīng)立即檢查糾正。真空度是判斷井點(diǎn)系統(tǒng)是否良好的尺度，一般應(yīng)不低于60kPa，如真空度不夠，表明管道漏氣，應(yīng)及時(shí)修好。井點(diǎn)管淤塞，可通過聽管內(nèi)水流聲，手扶管壁感到振動(dòng)，夏冬季手摸管子冷熱、潮干等簡(jiǎn)便方法檢查。如井點(diǎn)管淤塞太多，嚴(yán)重影響降水效果時(shí)，應(yīng)逐個(gè)用高壓水反復(fù)沖洗井點(diǎn)管或拔出重新埋設(shè)。

4.在土方開挖后，應(yīng)保持降低地下水位在基底500mm 以下，以防止地下水?dāng)_動(dòng)地基土體。

為確保設(shè)備的正常出水，輕型井點(diǎn)官網(wǎng)全部安裝完畢后進(jìn)行試抽，當(dāng)抽水設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常后，整個(gè)抽水管路無(wú)漏氣現(xiàn)象方可投入正常抽水作業(yè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況排水距離超過100m，超過的需要二次提灌。否則影響設(shè)備出水，不利于工程進(jìn)行。

基坑質(zhì)量的保證措施：降水隊(duì)24小時(shí)專人負(fù)責(zé)降水設(shè)備的運(yùn)行，確保不停機(jī)。設(shè)備損壞應(yīng)在3小時(shí)以內(nèi)更換，隨時(shí)觀測(cè)水位降低情況，保持基坑正常作業(yè)。

安全管理：對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)降水人員進(jìn)行安全教育，掌握用電知識(shí)，了解危險(xiǎn)，熟悉安全操作規(guī)程，聽從項(xiàng)目部的一切安排。輕型井點(diǎn)局部平面布置圖見附圖：

第三篇：軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術(shù)研究 -工程部-京沈周佳政

軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術(shù)研究

軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術(shù)研究

【內(nèi)容提要】 隨著“十三五”期間國(guó)家高速鐵路投入力度的加大，勢(shì)必會(huì)對(duì)高速鐵路的施工技術(shù)提出更高的要求，隧道作為高鐵的主要組成部分，施工工藝顯得尤為重要。而軟弱圍巖，特別是含水量較大地段的圍巖，如何在保證安全和質(zhì)量的前提下，盡快的開挖、支護(hù)、封閉，在隧道施工過程中顯得尤為關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】 隧道；施工技術(shù)；軟弱圍巖；開挖。1.軟弱圍巖的施工難點(diǎn) 1.1軟弱圍巖的特點(diǎn)

開挖工序作為隧道施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，影響著整條隧道的施工質(zhì)量和進(jìn)度，而隨著圍巖級(jí)別的遞增，開挖難度也逐漸加大，特別是Ⅴ級(jí)圍巖，巖體極為破碎、容易風(fēng)化，受爆破震動(dòng)影響顯著，這就要求我們?cè)陂_挖完成后，及時(shí)支護(hù)閉合，同時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)。1.2軟弱圍巖的開挖方法

本文針對(duì)京沈客專在建的三棱山隧道，結(jié)合大型機(jī)械化施工工藝，對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖的開挖支護(hù)和襯砌注意事項(xiàng)做出了幾點(diǎn)歸納。

三棱山隧道1#斜井沈陽(yáng)方向圍巖類型較復(fù)雜，圍巖Ⅱ級(jí)至Ⅴ級(jí)交替，其中，Ⅴ級(jí)圍巖地段，巖體自穩(wěn)性非常差，基巖裂隙水較完全發(fā)育，而對(duì)掌子面前方圍巖的預(yù)見性的手段有限，僅靠地質(zhì)預(yù)報(bào)和掌子面素描是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

為了施工安全起見，我項(xiàng)目采用了三臺(tái)階預(yù)留核心土的開挖方法，嚴(yán)格控制上臺(tái)階一次性開挖進(jìn)尺，根據(jù)掌子面圍巖的不同區(qū)域，合理的調(diào)整打鉆時(shí)的外插角度，特別是拱腳處，如果外插角度過大，爆破時(shí)會(huì)對(duì)破碎的圍巖造成更大的擾動(dòng)，會(huì)對(duì)支護(hù)工序造成很大的隱患。同時(shí)，視巖層的堅(jiān)硬程度，對(duì)單孔裝藥量也進(jìn)行了合理的控制，巖層尤為破碎和不穩(wěn)定的部分，可以選擇破碎錘進(jìn)行敲擊，同時(shí)挖機(jī)配合進(jìn)行清理碎渣。開挖工作完成后，及時(shí)測(cè)量開挖輪廓，堅(jiān)決避免欠挖的發(fā)生，在考慮軟弱圍巖變形較大的情況下，對(duì)理論預(yù)留的變形量做出了進(jìn)一步的調(diào)整，適當(dāng)?shù)姆糯罅碎_挖輪廓線。中、下臺(tái)階的開挖要交錯(cuò)進(jìn)行、及時(shí)跟進(jìn)，單側(cè)每個(gè)循環(huán)的開挖進(jìn)尺不應(yīng)大于兩榀拱架間距，拱架間距宜在0.6米至0.8米之間，同時(shí)，避免拱架懸空。2.支護(hù)方式多樣性

開挖完成以后，要盡快的對(duì)外漏的圍巖進(jìn)行支護(hù)封閉，為了增加初期支護(hù)的穩(wěn)定性，支護(hù)所用的噴錨混凝土比設(shè)計(jì)增加了一個(gè)標(biāo)號(hào)。控制拱架的施工質(zhì)量是支護(hù)工作的重點(diǎn)，拱架每個(gè)單元之間

第1頁(yè)，共6頁(yè)。軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術(shù)研究 的連接要確保牢固；同時(shí)，為了保證初支拱架的穩(wěn)固性，對(duì)每榀拱架的兩側(cè)各增設(shè)了一組鎖腳錨管。拱腳位置應(yīng)避免懸空，保證坐落在硬巖上，如因超挖、排險(xiǎn)等因素引起的拱腳外漏、懸空，我們選擇用槽鋼或者工字鋼對(duì)其進(jìn)行鋪墊。特殊的，可以將槽鋼或工字鋼與拱腳進(jìn)行連接。超前支護(hù)施作，個(gè)人認(rèn)為是隧道支護(hù)工序的重中之重，超前的施工質(zhì)量決定了下一循環(huán)開挖的安全性、穩(wěn)定性，可以在一定程度上避免掌子面前方和上部的滑塌。我標(biāo)段在施作超前支護(hù)方面，充分利用了大型機(jī)械化施工的優(yōu)越條件，在極其軟弱的圍巖里程段，用三臂鑿巖臺(tái)車打設(shè)了中管棚（見圖1），并留設(shè)注漿孔和注漿閥門，以便后期注漿加固掌子面前方的巖體。相較于傳統(tǒng)的超前施作工藝，三臂鑿巖臺(tái)車在打設(shè)管棚時(shí)，比人工所使用的氣腿式鑿巖機(jī)要方便的多，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

圖1 三臂鑿巖臺(tái)車施作中管棚

1.1所需時(shí)間少。

傳統(tǒng)的鑿巖機(jī)每打設(shè)一根超前小導(dǎo)管用時(shí)在15分鐘左右，小導(dǎo)管長(zhǎng)度按3.5米，全環(huán)布設(shè)55根，6名工人操作鑿巖機(jī)，全環(huán)小導(dǎo)管共計(jì)用時(shí)2.5小時(shí)；而三臂鑿巖臺(tái)車每打設(shè)一根中管棚用時(shí)在3分鐘左右，三個(gè)機(jī)械手同時(shí)操作，全環(huán)共計(jì)用1小時(shí)。鑿巖臺(tái)車大大的節(jié)省了工序時(shí)間，把后續(xù)的每一個(gè)施工工序都提前了一個(gè)節(jié)點(diǎn)。1.2操作方便。

三臂鑿巖臺(tái)車僅需要接入高壓電纜和水帶，專業(yè)的技術(shù)人員就可以進(jìn)行操作了。而鑿巖機(jī)需要配備一定數(shù)量的空壓機(jī)，接入水管。并且，鑿巖機(jī)維修和保養(yǎng)的頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鑿巖臺(tái)車，操作起來(lái)比較麻煩。

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1.3減少資金的投入。

同樣打設(shè)一組超前導(dǎo)管，單是機(jī)械用電量這一項(xiàng)，三臂鑿巖臺(tái)車就比鑿巖機(jī)節(jié)省了很大的開支，為項(xiàng)目帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益。4.初支防水與排水

在支護(hù)工序完成后，就需要對(duì)初期支護(hù)和掌子面滲水處進(jìn)行止水和排水處理，按照“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，我標(biāo)段主要采用了注漿止水和初支表面引排相結(jié)合的方法對(duì)滲水進(jìn)行處理。4.1掌子面注漿。

對(duì)管棚注漿之前，先對(duì)掌子面噴錨封閉，分兩層噴射混凝土，確保所注漿液不流失或較少流失。掌子面也可以根據(jù)出水情況施作一些小導(dǎo)管，和中管棚一樣，在管口處預(yù)留注漿孔，并將止?jié){閥門安裝于管口位置，通過注漿管連接到雙液注漿機(jī)的閥門處。注漿機(jī)采用恒峰HYB80/90雙液注漿機(jī)，注漿原材料采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥和水玻璃，將水泥倒入攪拌桶中，加入適量的水進(jìn)行攪拌。同樣，水玻璃也是加水稀釋后才能進(jìn)行注漿。（見圖2）注漿順序按照從水量小的區(qū)域依次向水量多的區(qū)域進(jìn)行，在注漿前及注漿過程中，實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量負(fù)責(zé)人對(duì)水、水泥、水玻璃的比例做過多次實(shí)驗(yàn)，力求符合現(xiàn)場(chǎng)的注漿環(huán)境，最終所得出的配比為（質(zhì)量比）：水泥：水：水玻璃=1:0.15:0.7，確保注漿效果達(dá)到最佳。注漿壓力控制在1.5MPa左右為宜，持壓歷時(shí)6-8分鐘，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)注漿管附近的其他管口或者初期支護(hù)面有漿液輕微滲出時(shí)，說明此管及其周圍圍巖裂隙注漿基本飽滿，此時(shí)停止注漿一段時(shí)間，待漿液充分?jǐn)U散后，再次進(jìn)行注漿，直至表盤指針轉(zhuǎn)動(dòng)幅度較小為止。（此時(shí)壓力很小，已經(jīng)不能泵入水泥和水玻璃混合液）

圖2 掌子面注漿加固

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注漿結(jié)束后，立即關(guān)閉止?jié){閥門，并立即用清水將注漿機(jī)及軟管清洗干凈。在注漿過程中，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出水量適當(dāng)增加水玻璃的用量，并關(guān)注儀表壓力是否在合理范圍內(nèi)。在注漿完成后，定時(shí)觀察掌子面的出水量，安排專人做好相關(guān)記錄，同時(shí)建立規(guī)范的影像資料存檔制度，按照單位工程→分部工程→分項(xiàng)工程的順序，收集影像資料。內(nèi)業(yè)諸如注漿、管棚施作等資料，要建立健全施工臺(tái)賬。4.2全環(huán)徑向注漿。

初支面全環(huán)注漿在掌子面注漿并達(dá)到穩(wěn)定后進(jìn)行，和掌子面注漿的方法相同，利用開挖臺(tái)車，在初支面按照梅花形布設(shè)注漿孔，從邊墻逐次向拱頂進(jìn)行注漿。根據(jù)初支面布設(shè)的監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)在合理的范圍內(nèi)，方能進(jìn)行下一循環(huán)的爆破、開挖。4.3初支引排水。

極個(gè)別的初期支護(hù)表面，由于水量較大的緣故，注漿并不能完全將滲水止住，此時(shí)就需要在滲水處增加排水盲管，并用土工布包裹，固定在初支表面上，該盲管與仰拱邊墻施工的盲管聯(lián)通，確保初支滲水可以通過盲管流入中心水溝的排水管，并排出洞外。5.襯砌和防水層施工

開挖和支護(hù)工序的順利完成，標(biāo)志著隧道向貫通又邁進(jìn)了一步。但是，后期所施工的防排水系統(tǒng)和襯砌，也是非常重要的，在開挖支護(hù)完成后，襯砌要及時(shí)的施作，確保安全步距在規(guī)定的范圍內(nèi)。5.1仰拱的施工

仰拱一次性開挖進(jìn)尺要小于3米，基底的積水和碎渣必須清理干凈，并確保仰拱拱架與下導(dǎo)拱架連接牢固后，方能噴錨支護(hù)，使初期支護(hù)閉合成環(huán)。當(dāng)整幅仰拱初支完成后，需要對(duì)仰拱施作防水層。首先，對(duì)邊墻初支基面進(jìn)行檢查，清除基面尖銳物體后，安裝環(huán)向和縱向盲管，鋪設(shè)土工布，其次，鋪設(shè)防水板，確保土工布和防水板的搭接長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求。仰拱端頭模板采用剛端模板，小邊墻模板采用整體式桁架模板，對(duì)仰拱一次性澆筑，填充和仰拱分開澆筑。同時(shí)，邊墻縱向止水帶的安裝，使用了特制的卡具，保證了止水帶的預(yù)埋深度和順直。仰拱邊墻部分的環(huán)向盲管要預(yù)留足夠的長(zhǎng)度，深入仰拱內(nèi)部的排水管要固定牢固，保證暢通性。接地鋼筋作為仰拱施工的一部分，必須要保證與初支鋼架的主筋有足夠的焊接長(zhǎng)度，在仰拱澆筑邊墻時(shí)，接地鋼筋要伸出邊墻一定的長(zhǎng)度，并用萬(wàn)用表測(cè)量接地電阻，并做好相關(guān)的記錄。當(dāng)電阻值小于1Ω時(shí)，說明該處接地鋼筋設(shè)置合格。接地鋼筋要與槽道鋼筋連為一體，這樣才能保證槽道帶電體傳入大地。5.2二襯施工

二襯施工作為復(fù)合式襯砌的最后一個(gè)組成部分，是確保高速列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵。我標(biāo)段采用整幅液壓臺(tái)車澆筑二襯混凝土，并在臺(tái)車面板背面安裝平板振搗器，在襯砌模板二倉(cāng)及以下位置，采用插入式振搗器。二倉(cāng)及以上位置主要以平板振搗器振搗為主，振動(dòng)器運(yùn)行時(shí)間不宜過長(zhǎng)，避免過大

第4頁(yè)，共6頁(yè)。軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術(shù)研究 的震動(dòng)對(duì)二襯臺(tái)車的穩(wěn)定性造成不利的影響。混凝土澆筑過程中，實(shí)驗(yàn)員和技術(shù)員旁站監(jiān)督混凝土澆筑情況，對(duì)混凝土的坍落度、和異性實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)混凝土澆筑高度，靈活的調(diào)整混凝土的坍落度。為避免混凝土澆筑高度過高，特別設(shè)置了溜槽，可靈活的調(diào)整溜槽的高度，和料倉(cāng)高度相匹配。5.3二襯防水層施工的注意事項(xiàng) 5.3.1防水板施工注意事項(xiàng)。

防水板之間的搭接長(zhǎng)度要滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)爬焊機(jī)爬焊過的雙焊縫要做氣密性檢查，不合格處要及時(shí)補(bǔ)貼、焊接牢固。5.3.2初支基面異物割除。

初支表面的注漿管、監(jiān)控量測(cè)標(biāo)都要割除，并用砂漿抹平，極個(gè)別的凹凸不平處也需要砂漿均勻的涂抹。

5.3.3注漿管的布設(shè)。

襯砌段防水板鋪設(shè)完成后，在拱頂處的防水板位置，布設(shè)兩根直徑100㎜的PVC管，一根打孔作為注漿使用；另一根不需要割孔，兼顧排氣。在二襯混凝土澆筑完成以后，當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到75%時(shí)，開始對(duì)拱頂進(jìn)行回填注漿。這種方法可以有效的解決二襯脫空問題。6.附屬工程施工

隨著主體工程的推進(jìn)，水溝電纜槽、中心水溝、找平層都應(yīng)及時(shí)的提上日程，所涉及的工裝都應(yīng)提前做出安排布置。水溝電纜槽的施工要保證兩豎墻之間的距離不侵入規(guī)定的凈空；保溫水溝和找平層的澆筑高度嚴(yán)禁侵入內(nèi)軌頂部的結(jié)構(gòu)。具體施工細(xì)節(jié)不一一贅述。7.監(jiān)控量測(cè)與日常測(cè)量

在初支完成后，要及時(shí)的根據(jù)圍巖等級(jí)埋設(shè)沉降觀測(cè)標(biāo)，并及時(shí)的量測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)拱頂沉降和邊墻收斂超出正常范圍時(shí)，在此區(qū)域內(nèi)，加密一些觀測(cè)點(diǎn)，并提高測(cè)量頻率，以便做出相應(yīng)的解決方案。日常的測(cè)量工作一定要注意各種輪廓線的合理數(shù)據(jù)，嚴(yán)禁侵限發(fā)生，尤其是二襯凈空，更不能超出建筑界限和行車界限。8.圍巖探測(cè)

對(duì)掌子面前方圍巖情況的遇見，一直是隧道施工的重點(diǎn)。我項(xiàng)目主要采用了以下三種方法來(lái)判別掌子面圍巖的好壞，以便提前做出合理的部署。8.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

個(gè)人認(rèn)為超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是探明掌子面前方圍巖最有效的一種探測(cè)方法，它能詳細(xì)探明圍巖的波速、水量以及其破碎程度，而且預(yù)測(cè)范圍較長(zhǎng)，對(duì)掌子面開挖能提供可靠的依據(jù)。8.2加深炮孔。

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軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術(shù)研究

加深炮孔是一種簡(jiǎn)單易行的物探方法，在每循環(huán)掘進(jìn)過程中順帶施做，可大致預(yù)測(cè)前方小范圍內(nèi)圍巖程度的好壞，有一定的隨機(jī)性，可靠性不高。8.3掌子面地質(zhì)素描。

在掌子面排險(xiǎn)找頂后，可直觀的對(duì)掌子面圍巖做出描述。諸如滲水情況、節(jié)理裂隙發(fā)育、巖層走向等，都可以直觀的體現(xiàn)出來(lái)。和加深炮孔類似，掌子面素描對(duì)圍巖的預(yù)測(cè)精確度不高。9.結(jié)束語(yǔ)

在日常工作中總結(jié)的一點(diǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，希望能給施工一線的同事提供些許參考，不足之處，望領(lǐng)導(dǎo)、同事多多提出建議，謝謝?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】

《高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程》 倪光輝，劉世杰，卿三惠等.中國(guó)鐵道出版社 J1149-2011.《高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》 張奕斌，林傳年，侯小軍.中國(guó)鐵道出版社 Q/CR 9604-2015.第6頁(yè)，共6頁(yè)。

第四篇：關(guān)于進(jìn)一步明確軟弱危巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知

于進(jìn)一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施

工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知

鐵建設(shè)【2010】120號(hào)

各鐵路局，投資公司，各鐵路公司（籌備組）：

為進(jìn)一步加強(qiáng)軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)措施，確保軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道施工安全，針對(duì)當(dāng)前隧道施工存在的突出問題，現(xiàn)對(duì)軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工提出如下技術(shù)規(guī)定，請(qǐng)認(rèn)真貫徹執(zhí)行。以前所發(fā)有關(guān)規(guī)定、規(guī)范與此有矛盾的，以本規(guī)定為準(zhǔn)。

一、洞口工程

1、隧道洞口應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“早進(jìn)晚出”原則。加強(qiáng)洞口段超前支護(hù)和邊仰坡防護(hù)設(shè)計(jì)，埋深較淺的隧道洞口段應(yīng)采用明洞或半明半暗法進(jìn)洞。

2、隧道洞口邊仰坡工程應(yīng)自上而下逐級(jí)開挖支護(hù)，及時(shí)完成洞口邊仰坡加固、防護(hù)及防排水工程。

3、隧道洞口應(yīng)按設(shè)計(jì)完成超前支護(hù)后，方可開始正洞的施工。洞口段應(yīng)及時(shí)形成封閉結(jié)構(gòu)，嚴(yán)禁采用長(zhǎng)臺(tái)階施工。

二、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

4、施工圖階段經(jīng)評(píng)估為高風(fēng)險(xiǎn)和極高風(fēng)險(xiǎn)的軟弱圍巖及不良地質(zhì)隧道，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的責(zé)任主體單位為設(shè)計(jì)單位，其超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作由設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)組織實(shí)施。

其他隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的責(zé)任主體單位為施工單位，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)由施工單位專業(yè)人員實(shí)施。

5、巖溶及富水破碎層隧道，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)采用以水平鉆探為主的綜合方法。

6、軟弱圍巖及不良地質(zhì)隧道應(yīng)由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)，及時(shí)收集分析預(yù)報(bào)資料，完善設(shè)計(jì)方案并指導(dǎo)施工。

三、隧道開挖

7、隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖地段、隧道淺埋、下穿建筑物及鄰近既有線地段施工開挖應(yīng)按照《爆破安全規(guī)程》采用控制爆破，或采用非爆破方法。

8、軟弱圍巖隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)地段采用臺(tái)階法施工時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）上臺(tái)階每循環(huán)開挖支護(hù)進(jìn)尺Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖不應(yīng)大于1榀鋼架間距，Ⅳ級(jí)圍巖不得大于2榀鋼架間距。（2）邊墻每循環(huán)開挖支護(hù)不得大于2榀。（3）仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿，每循環(huán)開挖進(jìn)尺不得大于3m。

（4）隧道開挖后初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)施作并封閉成環(huán)，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m。

四、初期支護(hù)

9、雙線Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖隧道采用臺(tái)階法施工時(shí)，必須設(shè)置鎖腳錨桿（管）等控制拱（墻）腳位移的措施。雙線Ⅴ級(jí)圍巖隧道采用臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)設(shè)置橫向臨時(shí)支撐或臨時(shí)仰拱，臨時(shí)支撐采用型鋼，縱向每2榀設(shè)1處。

10、初期支護(hù)鋼架應(yīng)工廠化制造，出廠前必須進(jìn)行檢驗(yàn)、試拼裝。當(dāng)采用格柵鋼拱架時(shí)，應(yīng)采用八字結(jié)格柵拱架。

11、噴混凝土應(yīng)采用濕噴工藝，特殊地質(zhì)條件下可另行設(shè)計(jì)。

五、監(jiān)控量測(cè)

12、隧道監(jiān)控量測(cè)應(yīng)按現(xiàn)行《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程》（TB10121-2007）的規(guī)定建立等級(jí)管理、信息反饋和報(bào)告制度。

13、隧道監(jiān)控量測(cè)應(yīng)作為關(guān)鍵工序納入現(xiàn)場(chǎng)施工組織。監(jiān)控量測(cè)必須設(shè)置專職人員并經(jīng)培訓(xùn)后上崗。對(duì)周邊建筑物可能產(chǎn)生嚴(yán)重影響的城市鐵路隧道，應(yīng)實(shí)施第三方監(jiān)測(cè)。

14、隧道拱頂下沉和凈空變化的量測(cè)斷面間距：Ⅳ級(jí)圍巖不得大于10m、Ⅴ級(jí)圍巖不得大于5m.15、隧道淺埋、下穿建筑物地段，地表必須設(shè)置監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)并實(shí)施監(jiān)測(cè)。

16、當(dāng)拱頂下沉、水平收斂速率達(dá)5mm/d或位移累計(jì)達(dá)100mm時(shí)，應(yīng)暫停掘進(jìn)，并及時(shí)分析原因，采取處理措施。

17、當(dāng)采用接觸量測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)掛鉤應(yīng)做成閉合三角形，保證牢固不變形。六、二次襯砌

18、軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道的二次襯砌應(yīng)及時(shí)施作，二次襯砌距掌子面的距離：Ⅳ級(jí)圍巖不得大于90m，Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖不得大于70m。

二〇一〇年七月二十七日

第五篇：新建大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線工程柳條山隧道防排水設(shè)計(jì)施工技術(shù)要點(diǎn)

柳條山隧道防排水 設(shè)計(jì)施工技術(shù)要點(diǎn)

（王京龍）

摘要：新建大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線工程柳條山隧道全長(zhǎng)2315m，隧道防排水成為隧道關(guān)鍵施工工序之一，隧道防排水應(yīng)按照“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，采取切實(shí)可靠地施工措施達(dá)到防水可靠、排水通暢、經(jīng)濟(jì)合理的原則，在施工過程中通過提高隧道光面爆破質(zhì)量、提高初期支護(hù)質(zhì)量以及防水板、止水帶施工的注意事項(xiàng)等關(guān)鍵工序要點(diǎn)論述，解決防排水施工過程中的一些難題，對(duì)隧道防排水施工具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：柳條山隧道防排水 施工 要點(diǎn)

1工程概述

1.1隧道概況

1.2地質(zhì)巖性柳條山隧道進(jìn)口位于山西朔州地區(qū)平魯縣東平太村對(duì)面山坡，黃土覆蓋層較厚，左右側(cè)發(fā)育有沖溝；出口為黃土緩坡。屬中山區(qū)，地勢(shì)起伏較大，溝谷較多，地形較陡峻，植被稀疏，隧道全長(zhǎng)2315m，為雙線隧道，隧道最大埋深約72m。

工點(diǎn)內(nèi)地層為第四系上更新統(tǒng)洪、風(fēng)積黃土；下伏基巖為石炭系中統(tǒng)砂巖夾泥巖及石炭系中統(tǒng)灰?guī)r石。1.3地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)地地表為第四系上更新統(tǒng)砂質(zhì)黃土，下

伏石炭系砂巖夾泥巖及石炭系中統(tǒng)灰?guī)r。無(wú)影響工程的大的地質(zhì)構(gòu)造。1.4水文地質(zhì)特征

隧道地下水埋深大，隧道洞身巖體節(jié)理裂隙發(fā)育且風(fēng)化不均，雨季地表水下滲易軟化圍巖，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，局部水量較大，雨季施工時(shí)應(yīng)注意排水。隧道復(fù)合式襯砌防排水設(shè)計(jì)

根據(jù)隧道特點(diǎn)，提出“防、排、截、堵結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則，把防排放到同等重要的位置。防水原則是指工程結(jié)構(gòu)本身或附加防水層等防水措施使工程具有防止巖層中水分滲入的能力。排水是指圍護(hù)結(jié)構(gòu)將滲透水引向排水溝，再利用機(jī)械或自然排出。2.1防水系統(tǒng)

采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，復(fù)合式襯砌有內(nèi)外3層防線：錨噴支護(hù)、防水層、二次襯砌混凝土。2.2排水系統(tǒng)

為確保隧道在無(wú)滲漏水情況下運(yùn)營(yíng)，在防水層和二襯之間采用采用PVC管，隧道環(huán)向

盲溝采用φ50mm單壁打孔波紋管，縱向兩側(cè)墻角設(shè)φ80mm雙壁打孔波紋管，并每隔5~8m設(shè)變徑三通連接邊墻進(jìn)水孔，與墻內(nèi)兩側(cè)水溝相連。柳條山隧道屬于寒冷地區(qū)，所以在進(jìn)口和出口各設(shè)置500m雙側(cè)保溫水溝，保溫水溝在低洞口端通過洞口局部中心埋深水溝，連通洞外深埋排水暗管，并設(shè)防寒出

水口。3防排水系統(tǒng)施工

防排水系統(tǒng)由防水板及其背后的縱向、環(huán)向盲溝。側(cè)溝組成。防水板屬于隔離圍巖滲水設(shè)施，而無(wú)紡布、縱向、環(huán)向盲溝、側(cè)溝共同組成疏排水系統(tǒng)。3.1防水材料的選擇⑴ 防水板及無(wú)紡布選擇

目前，防水板共有復(fù)合式及分離式防水板兩種，均可采用無(wú)釘掛設(shè)工藝。復(fù)合式防水板由于無(wú)紡布同防水卷材為一體，掛設(shè)工藝較為簡(jiǎn)單，但是由于無(wú)紡布同EVA防水卷材的延展性、柔韌性、抗折能力，伸長(zhǎng)率等指標(biāo)均不盡相同，且受自重影響，幅寬受到限制，從而接頭較多，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，柳條山隧道采用分離式防水材料，無(wú)紡布采用400g/m2，防水板采用EVA無(wú)色透明防水板，厚度1.5mm，幅寬4.0m，以減少焊接接頭。⑵ 縱向、環(huán)向排水盲管及泄水孔

縱向兩側(cè)墻角設(shè)φ80mm雙壁打孔波紋管，隧道環(huán)向盲溝采用φ50mm單壁打孔波紋管，每隔5~8m設(shè)變徑三通連接邊墻進(jìn)水孔，與洞內(nèi)兩側(cè)排水溝相連。⑶ 明洞防排水

明洞襯砌的防排水，襯砌外表面外貼防水板，防水板厚度為1.5mm，并具有較好的耐熱性、抗凍性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能、防水層鋪至墻頂開挖或墻腳泄水孔處。

3.2初期支護(hù)表面檢查及引水

防水板施工前必須對(duì)初期支護(hù)表面進(jìn)行檢查，對(duì)錨桿頭、注漿管、鐵線及噴射混凝土形成尖銳的棱角進(jìn)行處理，并用砂漿抹平，確保防水板的接觸面平整。對(duì)于初期支護(hù)表面出現(xiàn)的局部滲水或小股滴水，首先在滲水周圍注漿將水流引排至墻角縱向盲溝處，排入側(cè)溝。波紋管通過射釘固定在初期支護(hù)表面。當(dāng)出水量較大時(shí)，采用裂隙注漿手段將水流匯集，在初期支護(hù)鑿槽埋管引排至側(cè)溝（管的直徑因水流大小而定），并用速凝材料對(duì)引水管封堵。3.3縱向、環(huán)向排水盲溝安設(shè)

縱向盲溝安設(shè)要保證縱向位置的準(zhǔn)確及總體平順度，環(huán)向盲管要緊貼巖壁，安裝時(shí)用鋼卡固定，露出鋼釘用砂漿抹平。環(huán)向間距8m，水量較大時(shí)進(jìn)行加密布置，縱向排水盲管與環(huán)向排水盲管、泄水管用變徑三通連為一體，形成完整的排水系統(tǒng)。3.4無(wú)紡布掛設(shè)施工

土工布通過帶熱塑性墊圈（暗釘圈）的射釘固定在初支噴射混凝土層上，側(cè)壁2~3個(gè)/m2，拱頂部位3~4個(gè)/m2,梅花形布置，墊圈必須牢靠、穩(wěn)定。暗釘圈固定在初期支護(hù)

噴射混凝土層上最深處（凹處）對(duì)凹處應(yīng)加密塑性圓墊圈，保證土工布與初期支護(hù)面密貼。無(wú)紡布環(huán)向搭接長(zhǎng)度不小于10cm。3.5防水板掛設(shè)施工

防水板鋪設(shè)采用無(wú)釘鋪設(shè)工藝，自上而下鋪設(shè)，松緊適度，并預(yù)留一定的余量，防水

板全部面積均應(yīng)能抵到初支面，接頭處下部防水板要壓住上部防水板。采用自動(dòng)爬焊機(jī)進(jìn)行焊接，雙縫焊接，焊縫搭接寬度不小于15cm，每道焊縫寬1.5cm，以保證焊接質(zhì)量達(dá)到防水要求。焊接鋼筋時(shí)采用鋼板（或者石棉板）加以遮擋，以防止電火花飛濺損傷防水板。若發(fā)現(xiàn)防水板有破損，必須人工操作熱風(fēng)焊機(jī)進(jìn)行修補(bǔ)。無(wú)釘孔法鋪設(shè)土工布、防水板施工示意見圖

3.6焊縫充氣檢查

焊縫檢測(cè)采用充氣法檢查。將焊縫兩端用特制鐵夾夾緊密封，將檢測(cè)針頭（5號(hào)注射針）插入焊縫一端兩道焊縫之間的棄槽，5號(hào)注射針與壓力表相連接，用手動(dòng)氣泵進(jìn)行打壓至0.25MPa為止，觀察15min，若壓力值下降小于10%為合格，否則必須查找漏點(diǎn)，并及時(shí)修補(bǔ)直到不漏氣為止。

3.7施工縫、沉降縫防水

施工縫及變形縫是隧道防排水的薄弱環(huán)節(jié)，隧道內(nèi)主要存在施工縫及沉降縫，施工縫分為環(huán)向及縱向兩種。

⑴ 環(huán)向施工縫設(shè)中埋式橡膠止水帶加外

貼式塑料止水帶。

⑵ 縱向施工縫設(shè)中埋式橡膠止水帶。⑶ 變形縫設(shè)中埋式式鋼邊橡膠止水帶加

外貼式塑料止水帶，采用瀝青木絲板填縫，聚硫密封膠嵌縫。洞門及明洞防排水

4.1 洞門及明洞防排水的總體要求 在洞門及明洞回填土施工后，二襯混凝土應(yīng)不出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。4.2洞門防排水

⑴ 為防止地表水沖刷邊仰坡，流入隧道，應(yīng)在隧道進(jìn)出口洞口上部根據(jù)地形情況合理設(shè)置截水天溝，截排地表水，并與洞外路塹側(cè)溝相連，將水引離洞口，排入路基邊溝中。

⑵ 端墻背后設(shè)置排水盲溝網(wǎng)，管網(wǎng)采用外

包土工布的中空塑料排水盲管，橫豎間距均為3m。排水盲溝在路基面高度處采用φ100PVC管排至路基側(cè)溝。為防止?jié)仓炷習(xí)r堵塞盲管，盲管與墻體間采用土工布隔離。4.3明洞防排水

明洞襯砌外表面外貼防水板，防水厚度1.5mm，并有較好的耐熱性，抗凍性，柔性、防腐和耐水、抗老化性能，防水層鋪至墻頂開挖或墻角泄水孔處。防排水施工關(guān)鍵技術(shù)

提高隧道光面爆破質(zhì)量，按照“石變我變”的原則，進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)化管理，嚴(yán)格控制開挖斷面，努力實(shí)現(xiàn)光爆。對(duì)中硬巖通過優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)和合理的裝藥工藝（入小藥卷間隔裝藥、炮泥堵塞、控制周邊眼裝藥量等措施），實(shí)現(xiàn)一次光爆；軟巖可采用預(yù)

留光爆層、控制周邊眼間距及裝藥量、人工風(fēng)鎬修鑿等措施，減少超挖或大的凹坑，保證開挖輪廓圓順，使初期支護(hù)同開挖斷面最大限度的密貼。同時(shí)，通過優(yōu)化開挖、爆破方法，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)、變形，可以最大限度降低對(duì)滲水的影響。

⑴ 提高初期支護(hù)質(zhì)量，初期支護(hù)防水是隧

道防水系統(tǒng)的系統(tǒng)的第一道防線和基礎(chǔ)，同后期的防水板防水比較而言，其屬于主動(dòng)防水的范疇。提高初期支護(hù)質(zhì)量，對(duì)隧道整體防排水系統(tǒng)的能力提升有著重要意義。

⑵ 開挖后及時(shí)進(jìn)行初噴混凝土，封閉圍巖，開挖后及時(shí)進(jìn)行初噴，起到填平補(bǔ)齊的作用，可以消除凹坑，使開挖斷面盡可能圓順，同鋼架完全密貼，消除鋼架背后空洞；同時(shí)，通過及時(shí)初噴混凝土進(jìn)行支護(hù)，可以制止圍巖進(jìn)一步松弛，阻止圍巖中張裂縫及細(xì)小裂縫進(jìn)一步發(fā)展，不至于形成裂隙水的滲流通道，從而達(dá)到堵水的作用。⑶

噴射混凝土必須采用濕噴工藝，分層

噴射，調(diào)整合適的噴射角度、距離，提高噴射混凝土自身密實(shí)性，必要時(shí)，可以在噴射混凝土中增加纖維，以提高噴射混凝土的抗裂能力，噴射混凝土完成后，及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，防止開裂，提高防水能力。

⑷ 上下臺(tái)階結(jié)合處要認(rèn)真處理，上下臺(tái)階

結(jié)合處容易造成噴射混凝土回彈料堆積，影響密實(shí)度，且易造成噴射混凝土表面“鼓包”。因此，必須在接長(zhǎng)鋼架時(shí)人工鑿除該部位的噴射混凝土，重新進(jìn)行噴射混凝土施工，使整個(gè)噴射混凝土輪廓圓順、密實(shí)、不留噴射混凝土薄弱面。

⑸初支背后注漿回填、堵水，噴射混凝土

過程中，由于鋼架遮擋或受噴射角度及噴射距離、風(fēng)壓等因素影響，其背后局部容易形成空洞或局部不密實(shí)。因此，在初支完成后，對(duì)初支背后密實(shí)度采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，并將此作為一項(xiàng)重要的工序來(lái)管理。對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)空洞及不密實(shí)的地段及時(shí)采取注漿回填的措施予以加強(qiáng)，避免初支背后不密實(shí)二形成“水囊”從而降低滲水的風(fēng)險(xiǎn)。⑹襯砌混凝土自防水

① 優(yōu)化襯砌混凝土施工配合比，提高防水能力；襯砌及仰拱混凝土防水等級(jí)為P8，在選配配合比時(shí)，粗骨料應(yīng)級(jí)配連續(xù)，采用合適的砂率，改善混凝土和易性，增加混凝土密實(shí)性，對(duì)滲水大的地方應(yīng)同時(shí)采用摻和防水劑、高效抗裂防水膨脹劑等手段，減少混凝土內(nèi)部的細(xì)微孔隙，提高其防水能力，防水混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌厚度不應(yīng)小于30cm。

②優(yōu)化混凝土灌注工藝，提高混

凝土密實(shí)度：混凝土灌注時(shí)兩側(cè)分層對(duì)稱澆筑，控制相鄰高差。采用插入式振動(dòng)器和和固定的附著式振動(dòng)器相結(jié)合，保證振固密實(shí)。保證連續(xù)灌注，消除施工縫，減少防水薄弱環(huán)節(jié)。拆模后及時(shí)噴霧養(yǎng)生，避免拆模過早混凝土表面風(fēng)干或養(yǎng)護(hù)不及時(shí)出現(xiàn)的收縮裂紋現(xiàn)象。

③ 襯砌拱頂每間隔5m預(yù)埋壓漿

管，襯砌施工完畢達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行拱頂壓漿。使初支、防水板及內(nèi)襯密貼，避免因防水板意外損壞滲入水縱向竄流的可能，同時(shí)也為保證結(jié)構(gòu)安全，避免結(jié)構(gòu)開裂破損。

6質(zhì)量缺陷的整治措施

在實(shí)際施工過程中，由于施工工藝、施工設(shè)備及具體操作不當(dāng)都有可能引起隧道二次襯砌局部滲漏。針對(duì)隧道不同情況的滲漏，應(yīng)采取不同的補(bǔ)救措施。⑴ 排水通道堵塞隧道的防排水也遵循著

“通則不漏，漏則不通”的規(guī)律，所以在處理此類滲漏時(shí)，可采取疏通且密封連接管道，并在二次襯砌邊墻上增設(shè)排水孔的方法，及時(shí)引導(dǎo)滲水排入邊溝內(nèi)。

⑵防水層破損，止水帶安裝不規(guī)范如防

水層破損，地下水可滲入防水層與二次襯砌灌注混凝土中，遇到二次襯砌局部振搗不密實(shí)或施工縫止水帶處理不好的部位，水即滲出，導(dǎo)致二次襯砌混凝土表面或施工縫漏水。一般可采用鑿槽嵌管引排的方法處理。具體操作如下：從漏水點(diǎn)以上0.5m處開始，順施工縫或漏水縫鑿一條寬60~80mm、深80~100mm的倒梯形槽，直至排水邊溝，沖洗干凈后在槽中嵌入鍍鋅鐵皮做的矩形引水管，其底寬比梯形槽寬略小，高度比槽深低35~50mm，鐵皮管用鋼釘固定在混凝土上，兩管接頭采用搭接連接（上節(jié)在里，下節(jié)在外），搭接長(zhǎng)度不小于7cm，且一直引至隧道邊溝后，且一直引至隧道邊溝。

7結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，柳條山隧道從已經(jīng)完成1052m二次襯砌防滲情況來(lái)看，總體效果較好，在多下雨之后，均未出現(xiàn)滲水情況，可為其他類似鐵路雙線隧道施工借鑒。

參考文獻(xiàn)：

⑴新建鐵路大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線施工

圖《雙線電氣化鐵路隧道防排水設(shè)計(jì)圖》《雙線電氣化鐵路隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)圖》

⑵鐵建設(shè)[2005]160號(hào)，客運(yùn)專線鐵路隧

道工程施工質(zhì)量暫行標(biāo)準(zhǔn)

⑶經(jīng)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2005]110，TZ214—2005，客

運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南 ⑷殷懷連，張民慶，鐵路隧道工程結(jié)構(gòu)防

排水設(shè)計(jì)理念及施工措施的探討