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技術分享：隧道（dào）工程超前深孔真空降水技術研究【堵漏施工華鑫（xīn）網】
發布時間：2023-04-15 來源：91香蕉小视频建工 瀏覽次數：9160
在坡度較大的斜井采用超前深孔真空降水技術，能有效地降低砂岩含水率，使砂岩處於基本穩定（dìng）狀態，通過降水有效（xiào）地控製（zhì）了第三係富（fù）水砂岩湧水湧砂影響，降低（dī）了施工難（nán）度，使得開挖及支護作業正常化、常（cháng）態化，有效地確保了施工安（ān）全、質量，大大提高了工程施工（gōng）進度。
程兒山（shān）隧道穿越成（chéng）岩作用差的第三係富（fù）水砂岩地層時，砂岩含水率較大，局部存在股狀水帶砂（shā）湧出，開挖擾動後圍岩易軟化失穩，初支（zhī）易（yì）變形坍塌，處理不當甚至會發生工程事（shì）故.在（zài）其他類似地質隧（suì）道中一般采用真空輕型井點降水技術（shù）[1]，因受降水管（guǎn）材、設備、布管參數等局限性影響，在程兒山隧道富水（shuǐ）砂岩（yán）應用效果不理想，且降水和開挖工（gōng）序相（xiàng）互幹擾較大.經過多次對降水管材、布管參數摸索優化及論證，最終形成了超前深孔真空降水技術，有（yǒu）效降低了砂岩含水率，降（jiàng）水後砂岩處於基本穩定（dìng）狀態（tài），有效保證了（le）施（shī）工安全、質（zhì）量和進（jìn）度要求.
隧道堵漏 
工程概況
程兒山隧道（dào）位（wèi）於寧夏固原市郊（jiāo），是中鋁寧夏能源（yuán）集團有限公司投資建設的原州區（qū）至王窪（wā）鐵（tiě）路運煤專線控製性工（gōng）程，設計技術標（biāo）準為地方鐵路I級，單線隧道，建（jiàn）設單位為寧夏六盤山鐵路有限公司。
程兒山隧道地處黃土梁峁（mǎo）區（qū），進口位於清石（shí）河右岸，出口（kǒu）位於大莊溝邊，隧道正洞起訖裏程為DK5+345～DK11+788，全長6443m（6m明（míng）洞），進出口埋深較小，最小埋深為9m，平均埋深130~140m，最大（dà）埋深290m。
隧（suì）道設2座斜井輔助施工，1#斜井長1038m，2#斜井長1036m，斜井綜合縱向坡度為10.6%，最大坡度為12%，隧（suì）道正洞及斜井（jǐng）均穿越第三係（xì）富水砂岩地層，斜（xié）井進入正洞後形成4個掌子麵向前掘（jué）進，斜井及時穿越第三係富水砂岩地層（céng）進入（rù）正洞Ⅳ級圍岩施工，是保（bǎo）障隧道按計劃工期貫通的關鍵所在.
隧道（dào）堵漏 
程兒山隧道斜井圍岩主要為第四（sì）係（xì）上更新統風積砂（shā）質黃土、第三係富水砂岩（yán）.地下水為裂（孔）隙水，大氣降水通過溝穀及第四係孔隙垂向滲入補（bǔ）給深層基岩裂（孔）隙（xì）或沿基岩麵（miàn）徑（jìng）流，季節性變化較明顯，局部砂岩膠結不均，地下（xià）水從膠結較差的砂岩處湧出，水路無規律性，常出現（xiàn）較大的（de）集中湧水湧砂情況。
第三係富水（shuǐ）砂岩在含水率低（dī）或無地下水地層，圍岩穩定性較好，開挖支護順利，當砂岩含水率增大，原狀砂（shā）岩迅速惡化，呈流砂狀外湧，開挖擾動後砂岩（yán）結構迅速破（pò）壞，工程性（xìng）質迅速惡化，砂岩呈飽和的（de）細砂狀，圍岩穩定性（xìng）迅速變差，開挖支護困難.1#斜井斜4+64～斜1+90段為第三係富水砂岩區，由於斜井為12%反坡，砂岩整體含泥量低，滲透性強，四周地下水匯集到掌子麵，砂岩隨滲湧水被帶出，形成較大的空洞，拱部及（jí）邊牆易變形及坍塌，且危及施工人員及設備的安（ān）全.根據現場水表（biǎo）測水量（liàng）得出：砂岩最大湧水量為1570m3/d，平均湧水量為800~1000m3/d。
隧道堵漏（lòu） 
降水設計方案
01、超（chāo）前深（shēn）孔真空降水
超前深孔真空（kōng）降水斷麵布置 .
（1）上台階（jiē）拱部降水管布置：沿拱部（bù）開挖線布孔，管長12m，環向間（jiān）距0.3m，沿開挖線外插角15°~30°，每4m設置1環.
（2）上台階核心土降水管布置：管長12m，橫向間距0.5m，向上傾角15°~30°，每4m設置1環.
（3）上台階底部降水管布置：管長（zhǎng）12m，橫向間距0.5m，向下傾角15°，每4m設（shè）置1環.
（4）下台階邊牆降水管布置：沿上台（tái）階拱腳兩側斜豎向（xiàng）各設1排，管長9m，縱（zòng）向（xiàng）間距0.5m，向外傾角30°，向前傾角30°，每4m設置1環（huán）.
隧道（dào）堵漏 
（5）斷麵截斷降（jiàng）水管布置：垂直下台階邊牆兩側橫向布控，管長6m，間距1m，每（měi）隔20m設置1排.
（6）降水管連接方法：主管采用準（zhǔn）75mm鋼管，按間距0.2~0.5m沿管身設置支管連接口，支管（準32mm）和主管之（zhī）間采用32mm鋼絲軟管連接，采用10#鉛絲綁紮牢（láo）固，密封膠布纏緊（jǐn），並在連接部位加設（shè）閥門，控製井管降水，主管每1.5m一節（jiē），管一端采用8mm鋼板密封（fēng）焊接（jiē）牢固，一端采（cǎi）用準75mm鋼絲軟管和真空泵連接，真空泵懸掛於距（jù）操作麵高度1.5m左右（yòu）的兩側邊牆上，並整齊擺放固定好.
（7）降水管加工：降水管每根長6~12m，采用（yòng）每節長1.5m的準32高頻焊管分段包紮焊接連接而（ér）成.降水（shuǐ）管壁鑽8mm透水孔，間（jiān）距10cm梅花形布置（管端1.5m不設（shè）透水（shuǐ）孔），並包雙層過濾層，即土工布包裹一（yī）層（céng），再包100目濾網一層，降低（dī）砂岩的流失率，包完後每間隔20cm采用紮絲綁緊（jǐn）.準32mm降水鋼管（guǎn）采用（yòng）準25mm鋼管作為每節管接頭，焊接連接.管頭底端采用（yòng）3mm鋼（gāng）板封底，並（bìng）焊接準8mm圓鋼.
（8）降水要求：
①降水前應進行試抽水試驗，確認無漏水和漏氣異常現象（xiàng），降水過程中，真空負壓控製在（zài）-0.06MPa以下，真空泵壓力控製（zhì）在55kPa以上，為（wéi）保證連續不（bú）斷抽降水，應備用雙電源，以防斷電[1]；
②降水必（bì）須根據掌（zhǎng）子麵開挖及時推進，降水班組與開挖班（bān）組（zǔ）必須做好配合工（gōng）作；
③在隧道開挖過程中，將隧道底部潛水位降至隧道底以下不少於1m的（de）深度，防止仰拱開（kāi）挖湧砂湧水；
④加強對隧道內水位的觀測，每天觀測水位，及時掌握水位變化情況（kuàng），以指導降水運行及隧道的（de）開挖；
⑤當砂岩滲透係數變大，湧水量增加時，宜將真空管（guǎn）間距適當加密；
⑥集水總管標高（gāo）宜盡量接近地下（xià）水位線，水泵軸心與總管齊平.
02、掌子麵後方截（jié）排水
斜井為12%反坡，如果掌子麵後方滲湧水匯集到掌子麵，會破壞圍岩穩定性，影響降水效果，因此需對後方自流水經橫縱向截排水溝匯集到集水井，再由（yóu）泵站排出洞外，橫縱（zòng）向截排水溝及集水井尺寸按匯水量大小確定.
降水成果（guǒ）
01、未采取降水措（cuò）施前施工情況
第三係富水砂岩含（hán）水率高，開（kāi）挖擾動後呈（chéng）淤砂狀態，砂岩（yán）在水的作用下工程性質迅速變差（chà），基本無自穩性，開挖時湧水湧砂現象嚴重，初支易變形、背後易形成空洞，仰（yǎng）拱底部淤沙厚（hòu），承（chéng）載力降低，存在很大的（de）安全質量風險.施工過（guò）程中（zhōng）采取了旋噴樁、帷幕注漿、輕型井點真空降水（shuǐ）等施工方案措施（shī）均未達到預期效（xiào）果，現場基本處於半施工半停工狀態.
隧道堵漏（lòu） 
02、采取降水措施後施工情況
經（jīng）過各參建單位不斷摸索優化，采取了超前深（shēn）孔真空降水措施後，將富水砂岩含水率（lǜ）控製在砂岩塑性變形含水率10%以下（xià），使圍岩基本處於穩定狀（zhuàng）態（tài），初支變形減小，降水後采用常規隧道施工技術就可以（yǐ）正常掘進，每月進尺由原來5m提高至15~20m.4結論
（1）在第三係富水（shuǐ）砂岩地層施工中，地（dì）下水處理是重中之重，隻有采用合理（lǐ）的降水（shuǐ）措施（shī）才能保證正常開挖掘進，避免因（yīn）地下水造（zào）成圍岩結構破（pò）壞、圍岩軟（ruǎn）化變形，甚至發生工程事故.
（2）超前深孔真空降水（shuǐ）措施解（jiě）決了第三係富（fù）水砂（shā）岩地層（céng）施（shī）工難（nán）題，有效降低（dī）了砂岩含水率，保持圍岩處於基本穩定狀態，降水後砂岩基本達到潮濕狀態，易於開挖支護，施工安全係數高，並有效保證了施工安（ān）全、質量和進度要求.
（3）超前深孔真空降水技術打破了常規的真空輕型井點降水（shuǐ）施工工藝的（de）思路，沿兩（liǎng）側已支（zhī）護拱牆及底（dǐ）部布孔，大大降低了開挖過程（chéng）中降水管的影（yǐng）響，確保了邊（biān）開挖、邊降水的效果，工序相互影響小
.（4）在坡度較大的斜井（jǐng）施工中，掌子麵後方（fāng）匯集水嚴重影響掌（zhǎng）子麵砂岩穩定性及降水效果，利用橫縱向截排水係統很好地解決了（le）此問題.
（5）超前（qián）深孔真空降水技（jì）術（shù）效果理想，很好地解決了程兒山隧道第三係富水砂岩（yán）開挖支（zhī）護困難（nán）等技術難題，1#斜井成功穿（chuān）越富水砂岩地層，於2015年1月份進入（rù）正洞（dòng）Ⅳ級圍岩施工.
隧道堵漏 
【完】
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