宋海萍（甘肅省引洮工程建設(shè)管理局，甘肅蘭州730030）

隧洞含水疏松砂巖段的處理方法

宋海萍
（甘肅省引洮工程建設(shè)管理局，甘肅蘭州730030）

在進(jìn)行隧道施工的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的地層，地質(zhì)非常惡劣的底層對(duì)于隧洞的施工有著非常不利的影響，這就需要采取適合的措施對(duì)其進(jìn)行有效的處理，進(jìn)而保證隧洞施工能夠順利進(jìn)行。在我國(guó)的西北地區(qū)進(jìn)行隧洞施工，常常會(huì)遇見(jiàn)含水疏松砂巖段，在這種地質(zhì)的情況下進(jìn)行隧洞施工是非常困難的，這就應(yīng)該采取有效的措施對(duì)含水疏松砂巖段進(jìn)行處理。本篇文章以甘肅省引洮工程7#隧洞的施工為例子，對(duì)隧洞含水疏松砂巖段的處理方法進(jìn)行具體的分析和研究，進(jìn)而為我國(guó)隧洞在含水疏松砂巖段進(jìn)行施工時(shí)提供重要的參考資料。

隧洞；含水疏松砂巖段；處理方法

甘肅省引洮供水一期工程總干渠7#隧洞全長(zhǎng)17 286米，位于甘肅省渭源縣內(nèi)。在對(duì)其進(jìn)行施工的過(guò)程中，因?yàn)橛龅胶杷缮皫r地層，導(dǎo)致工程出現(xiàn)停滯。含水疏松砂巖的地質(zhì)具有圍巖巖性非常軟，結(jié)構(gòu)比較疏松，而且遇到水還會(huì)崩裂，成洞條件非常差，其屬于非常不穩(wěn)定的V類圍巖。在進(jìn)行隧洞開(kāi)挖后，其不能夠保持穩(wěn)定，特別是在飽和時(shí)，如果振動(dòng)過(guò)大，就會(huì)是圍巖發(fā)生坍塌現(xiàn)象。因此，就一定要對(duì)底層采取良好的支護(hù)措施，對(duì)其進(jìn)行高效的加固。下文針對(duì)隧洞含水疏松砂巖段采用凍結(jié)法處理方法進(jìn)行分析和研究，并加以闡述。

一、凍結(jié)法中鉆孔施工時(shí)需要注意事項(xiàng)

凍結(jié)法是隧洞含水疏松砂巖段的主要處理方法，在進(jìn)行凍結(jié)鉆孔施工的過(guò)程中應(yīng)該主要的事項(xiàng)如下。

在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，要求其深度一定要穿過(guò)隧洞的底板，最后的孔為280米深。因此，在鉆孔施工的時(shí)候，必定會(huì)穿過(guò)含水疏松砂巖段。含水疏松砂巖段的地層對(duì)于鉆孔有著非常不利的影響，在對(duì)鉆機(jī)和鉆塔的選取時(shí)一定要注意，應(yīng)選用提升性能好，鉆速快，扭矩非常大，速比寬的鉆機(jī)，鉆塔應(yīng)該選取承載力大，進(jìn)而承載鉆具產(chǎn)生的負(fù)荷量，而且還應(yīng)該具有非常大的高度，這樣就能夠促進(jìn)凍結(jié)管的下降時(shí)間有所縮短，承載力應(yīng)大于30噸，高度應(yīng)保持在20米以上，因?yàn)橐桓鶅鼋Y(jié)管的長(zhǎng)度為20米，這樣一來(lái)就能夠預(yù)防在鉆孔的過(guò)程中出現(xiàn)卡鉆的現(xiàn)象。如果鉆孔時(shí)出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象的話，就會(huì)導(dǎo)致不能夠繼續(xù)進(jìn)行鉆孔施工，之后在鉆孔內(nèi)部進(jìn)行注漿，一直到內(nèi)部基本穩(wěn)定才能夠繼續(xù)進(jìn)行鉆孔施工。

使用凍結(jié)法對(duì)隧洞進(jìn)行施工，在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，必須要提高孔斜的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而確保鉆孔的垂直深度以及孔間距符合施工標(biāo)準(zhǔn)。

測(cè)斜方法：引用陀螺儀進(jìn)行測(cè)斜。測(cè)斜段之間的距離通常為20～30米之間。如果鉆孔在糾偏以后或者處于同于出現(xiàn)傾斜的地層中以及偏斜已經(jīng)接近極限值的時(shí)候，應(yīng)該將測(cè)斜段的距離進(jìn)行減小，進(jìn)而使測(cè)斜的密度更高。在進(jìn)行施工的時(shí)候，一定要對(duì)相關(guān)的設(shè)施設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和核驗(yàn)工作，確保設(shè)施設(shè)備的精準(zhǔn)度以及測(cè)斜數(shù)據(jù)的科學(xué)可靠性。在最后的孔鉆孔完畢之后，一定要對(duì)所有的孔進(jìn)行有效的測(cè)量，之后按照測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)鉆孔偏斜圖進(jìn)行繪制，進(jìn)而確定下一個(gè)施工環(huán)節(jié)的進(jìn)行。

糾偏工作：針對(duì)比較深的凍結(jié)孔而言，盡管已經(jīng)提高了防騙工作的質(zhì)量和手段，但是還應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行糾偏工作。如果不這么做的話，就很難確保隧洞工程的施工質(zhì)量以及隧洞工程的施工進(jìn)度。在對(duì)鉆孔進(jìn)行測(cè)斜工作時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)哪個(gè)孔已經(jīng)到了傾斜的臨界值，就必須對(duì)其進(jìn)行良好的糾偏工作。在通常情況下，應(yīng)用比較廣泛的糾偏方式有墊鉆塔糾偏和螺桿鉆具糾偏兩種。如果孔的深度小于100米的時(shí)候，采用墊鉆塔進(jìn)行糾偏，大于100米的時(shí)候，采用螺桿鉆具進(jìn)行糾偏。

二、普通鉆爆法掘進(jìn)施工時(shí)注意事項(xiàng)

在將巖壁完全凍結(jié)以后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行鉆爆法進(jìn)行掘進(jìn)施工。因?yàn)樗矶吹闹車荚O(shè)置有凍結(jié)管，進(jìn)而保證巖壁被完全凍結(jié)。因此，在對(duì)炮眼進(jìn)行布置的過(guò)程中，應(yīng)秉承多鉆眼，少放藥的基本原則。如圖一中所示。

鑿巖機(jī)械的選擇，由于此段隧洞巖性屬于疏松砂巖，普通風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)無(wú)法鉆孔，因鑿巖機(jī)工作原理為利用棘輪的旋轉(zhuǎn)沖擊巖石，通過(guò)沖擊活塞的上下運(yùn)動(dòng)排出的氣體進(jìn)入釬桿中心孔內(nèi)，將沖擊巖石的粉末吹出孔外。由于鑿巖機(jī)釬頭在高速旋轉(zhuǎn)和沖擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量將巖體融化為黃泥，巖石粉末排不出來(lái)，所以無(wú)法鉆孔。根據(jù)此實(shí)際地質(zhì)情況可選用風(fēng)動(dòng)手持式鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。因?yàn)榇算@機(jī)適用于軟巖及煤層鉆進(jìn)，它的工作原理主要是通過(guò)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)它排除巖粉的方式是通過(guò)螺旋釬桿將其帶出孔外。所以可選擇大功率風(fēng)動(dòng)手持鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。

三、支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量保證

本段支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式為兩次襯砌聯(lián)合受力。一次襯砌為400毫米厚C30現(xiàn)澆混凝土支護(hù)，二次襯砌為預(yù)制C45鋼筋混凝土拼裝管片，現(xiàn)主要針對(duì)一次襯砌進(jìn)行闡述。此段巖壁溫度為-20℃左右。所以在施工“一襯”結(jié)構(gòu)時(shí)一定要選擇經(jīng)過(guò)質(zhì)檢部門檢測(cè)合格后的建筑材料。由于巖壁溫度過(guò)低可在巖壁內(nèi)側(cè)鋪設(shè)一層50毫米厚度木板作為隔溫層，混凝土入模溫度需保證在20℃左右，并嚴(yán)格控制水灰比，控制好混凝土塌落度，如塌落度變化較大，應(yīng)及時(shí)找出原因并立即進(jìn)行調(diào)整。在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)按比例加入“防凍早強(qiáng)劑”。

在進(jìn)行隧洞施工中，針對(duì)含水疏松砂巖段土質(zhì)情況采取水平凍結(jié)的方法能夠保證施工的繼續(xù)進(jìn)行，而且上文中的工程案例就是通過(guò)凍結(jié)法進(jìn)行的施工，將含水疏松砂巖的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行有效的處理和解決，這樣一來(lái)，不僅能夠使隧洞工程能夠順利進(jìn)行施工，還能夠提高施工單位的工作效率，降低工程建設(shè)成本，加快施工進(jìn)度，因此，凍結(jié)法對(duì)于隧洞在含水疏松砂巖段地層中的施工有著非常重要的意義和作用。凍結(jié)法具有科學(xué)合理性，而且施工的過(guò)程也非常安全可靠，因此，其可以在今后的隧洞工程施工過(guò)程中遇到含水疏松砂巖段地層中廣泛的使用，進(jìn)而提高隧洞工程的整體質(zhì)量。

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（編輯：魏翔）

收稿日期：2016-04-21

作者簡(jiǎn)介：宋海萍（1982-），女，甘肅白銀人，工程師，主要從事招標(biāo)核算工作。

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