富水隧道施工技术研究

富水隧道施工技术研究

摘要：新浴龙山隧道在大丽铁路的建设中具有举足轻重的作用，关系着整个工程施工的安全性及进度控制，本文将以新浴龙山隧道的施工为例来谈一下个人关于富水隧道施工技术的看法。本文首先介绍了新浴龙山隧道的相关条件，其次介绍了施工采用的主要技术措施及施工方案的选择，最后介绍了隧道施工所采用的具体技术措施。

关键词：富水、隧道、施工技术

Abstract: new bath longshan in big beautiful railway tunnel construction of the vital role, relates to the whole engineering safety of the construction and schedule control, this paper will take new bath longshan tunnel construction as an example to talk about personal about rich water tunnel construction technical point of view. This paper first introduced the new bath longshan tunnel related conditions, secondly introduces the construction of the main technical measures and construction scheme selection, at last, the paper introduces the tunnel construction of the concrete measures.

Keywords: rich water, tunnel, construction technology

1. 新浴龙山隧道的相关条件概述

大丽铁路是建设西南通道的重要一段，它的建设对于完善云南铁路网和扩大我国与东南亚、南亚国家的联系具有重要意义。新浴龙山隧道是大丽铁路重难点控制工程，位于大理市凤仪镇，施工里程为DK2+602～DK5+218，全长2616米。该隧道处于中亚带湿润区，是典型的高原季风气候。由于自然环境奇特，地质情况差异很大，因而形成了“一山分四季，十里不同天”的独特气候。大理市凤仪镇的雨季主要是在每年的5至10月份之间，风速通常是在8至9级之间，有时可以达到11或12级。

该隧道地质复杂多变，地下水极其丰富。地貌类型是中低山剥蚀构造，最上面覆盖的是第四世纪滑坡堆积层粉质黏土（残余积粉质黏土），厚度约在0至15米之间，下层是由断层角烁、砂石夹泥岩和烁岩堆积而成的基石。地下水是孔隙潜水和基岩裂隙水，岩石的破碎程度大，裂隙水比较多，这主要是由区域性断裂和层间褶曲所造成的。围岩比较差，水比较大，隧道里每天都要抽水，施工难度很大，本文将以大丽铁路建设中新浴龙山隧道的施工为例来分析一下富水隧道的施工技术问题。

2.施工采用的主要技术措施

2.1全隧均按台阶法开挖，锚网喷支护，拱墙一次衬砌。施工坚持“短开挖、少扰动、强支护、严治水、早封闭、勤测量”的原则，认真进行组织管理，稳步有序的进行施工。

2.2如果出现喷水泥石流等危险情况时，施工人员应该先用素喷混凝土固定掌子面，将工作人员和设备疏散到安全的地方，想方设法使排水通畅，在掌子面以外42米区域内用Ⅳ级围岩进行固定作为初期支护，并且应在2或3个时辰进行检测和回归分析一次，以确保掌子面以外的区域没有遭到损坏，在充分固定后，调整简易钻孔台架为分台阶挖掘上导坑做好前期工作。

2.3施工过程中应当采取加固围岩的措施，比如双排超前小导管、锁脚砂浆锚杆、格栅钢架、钢筋网及喷射混凝土等，这样做是为了减轻弱围岩的承载压力，避免围岩坍塌损坏。

2.4实行科学的动态管理技术，对围岩的状况时时刻刻进行监测，以便了解支护结构的稳定性，一旦出现什么问题可以第一时间内找到解决的措施，从而将损失降至最低，保证施工的顺利进行。

2.5施工中采用“以排为主，防、排、堵相结合”的原则治理富水问题，防止富水将围岩损坏和造成环境污染等现象的发生，确保工程在计划时间内完成。

3.施工方案的选择

由于新浴龙山隧道的围岩条件比较差，施工单位在弱围岩隧道施工经验的基础上，并结合实际情况，最终确定了最优的开挖方案——台阶法开挖，并要求周边位移、拱顶下沉的测点应在同一个截面上。因为隧道口的围岩破损易落，为了避免出现围岩塌落及施工的顺利进行，工程运用双排超前小导管预注浆加强支护围岩，开挖完立刻进行初期支护，并用锁脚锚杆加固初期支护。严格规定每一次开挖的深度，以便确保施工过程的安全。为了使隧道口稳固，应在明洞衬砌外围建设2米的套拱，从而减少仰坡承受的应力，避免塌落。因此，新浴龙山隧道的施工方案是“封闭掌子面、打超前管棚、注浆固结围岩、台阶法开挖、排水设计及时封底、二衬紧跟、围岩量测”。

4.施工的具体技术措施

4.1使用先进的钻孔设备并科学预报地质情况

该隧道工程所使用的是当前比较先进的XY-1 型地质钻，首先在掌子面上导坑布置2孔超前钻探孔，其次依照开挖面3至5米的大小进行依次开挖。将开挖面的地质情况绘制成图并抽样检测钻探孔的情况，对所绘图和抽样检测的结果进行分析，从而能够为施工人员提供科学合理的地质预报。

4.2 双排超前小导管预注浆加强支护

通过充分考虑超前长大管棚施工设备的购置、导向墙施工断面的大小、施工进度滞后等问题后，最终选定加固超前支护的方式是双排小导管超前预注浆方法。小导管采用φ42.5mm（内径42.5mm，外径48.5mm），L=3.6米，小导管前端2.5米带梅花型5~8mm间距15cm注浆孔。在设置双排小导管时，每排24根，环向间距39.8cm，每2.5m作为一个循环，并且45度角布置和2度左右的角布置交替进行。注浆使用的材料是水泥单液浆，水与石灰的比例是0.45，注浆压力大约是0.6至1.1Mpa之间，注浆的顺序应是先上后下。注浆在填塞导管与造孔孔壁间隙及喷射混凝土凝固后进行，避免浆液流动、破坏钻孔。

4.3上导坑开挖和初期支护施工

上述施工方案中已经提到了台阶开挖法，开挖时应严格遵守“短进尺、弱爆破”的原则。根据实际情况，该隧道施工使用非电毫秒雷管光面爆破法，由于围岩比较弱，还应分段爆破，以免将围岩振坏，保持围岩的完好无损。周边眼相隔40.5~45.5厘米，用导爆索将炸药连接起来装入药筒。为了避免围岩暴露在空气中的时间过长而膨胀开裂，施工人员应在挖掘后及时对围岩喷射混凝土以将围岩封闭起来。

在安装格栅钢架之前应先检查其规格和质量是否满足施工要求，锚杆施工拱部应该使用直径为25的中空注浆锚杆，长约3米，注浆使用水泥单液浆，水与石灰的比大约0.46，注浆压力应在0.2至0.5Mpa之间，还应保证止浆塞和垫板的规格质量，边墙采用直径为22 的砂浆锚杆。因为大多数结构面都比较隐蔽，锚杆应以隧道中心呈放射状布置。

砂浆锚杆的尾端应呈L形并与格栅钢架之间焊接牢固。网片使用直径为8、按面积为250乘以250毫米的尺寸制作，网片间用1.1~1.6倍的网格尺寸连接。纵向应使用直径为22的钢筋连接。因此格栅钢架、网片、纵向连接筋及锚杆就共同成为了应力的承载对象。

因为富水现象严重，喷射混凝土应该是由干喷或潮喷方式掺和乙烯微纤维制作而成，并时常使用QJ-85型坑道周边收敛计、精密水平仪、水平尺以及钢尺等进行监测。在喷射混凝土施工后大约2小时应对初期支护和围岩情况进行监测，了解其收敛变形状况，如出现问题应采取相应的补救措施。

4.4下导坑开挖和初期支护施工

下导坑开挖应该两边墙交替开挖，每次错开2.1~4.1m以确保施工的安全，底板格栅钢架与边墙格栅钢架之间应使用直径为28的槽钢连接，从而以最快的速度建设马蹄形封闭受力环。

4.5仰拱和二次衬砌施工

仰拱和二次衬砌施工应遵守“仰拱超前，二衬紧跟”的原则。钢筋混凝土仰拱

每一次的施工长度应在3.5至5.5m。对用于二次衬砌的钢筋进行绑扎前，应使用直径为100毫米的纵向盲管对衬砌背后的防水层优化，每隔5m布设一根直径为50毫米的透水盲管，并布设防水板，应确保防水板焊接质量，布设防水板应按1：1.11~1.21密集度。二衬墙拱纵向和环向施工缝应用预埋橡胶止水带填塞。

4.6重视施工过程中的监测

要想了解隧道结构的安全、围岩的稳固、初期支护及二次衬砌的凝固等情况，施工单位必须时时刻刻进行监测，监测所得的资料将是最切合实际、最有用的，如果把监测结果反馈设计、指导施工，将为优化施工方案、辨清围岩级别、调整支护设计参数等提供依据。

参考文献

[1]姜振龙.浅埋富水软弱围岩隧道施工[J].科技信息,2009(1).

[2]陈广柏,庞文林.浅埋富水特软围岩隧道施工技术[J].西部探矿工程,2003(4).

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