研究富水黃土隧道施工控制方法范文

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1富水黃土隧道施工控制方法

1．1工程概況

寶蘭客運專線南山堡隧道位于甘肅通渭縣縣城西南，隧道長3471m，雙線隧道，洞身最大埋深約145m，為黃土隧道，地下水主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水，洞身附近基巖風化節理較發育，富水條件相對較好，隧道平均涌水量1743m2/d，最大涌水量為5349．0m3/d。由于黃土隧道在干燥時很堅硬，承壓力較高，當其受到浸濕后，呈一定程度的濕陷性，會突然發生下沉現象，使開挖后的圍巖迅速喪失自穩能力，給施工帶來極大安全隱患，也為施工增加了難度。

1．2預防隧道變形坍塌采取的措施

1)做好隧道地質超前預報工作，嚴格按設計施作超前支護。南山堡隧道屬于高富水隧道，為保證隧道的順利施工，避免地下水發育地段突水、突泥的發生，防止地表水、地下水流失，破壞當地生態環境，確保施工安全，需要采取有效措施對隧道掌子面地質情況進行較為準確的預測預報，嚴格按照《隧道超前地質預報設計方案》進行施作。本隧道主要采用地質素描、水平鉆孔和物探相結合的辦法進行超前地質預報，物探采用TSP、地質雷達進行，其中TSP有效預報距離應達到軟弱、較破碎的地段100m，兩次預報重復長度不小于10m。地質雷達的有效探測距離30m，兩次預報的重復長度在5m左右。超前水平鉆孔采用GL-600S水平鉆機進行，探水兼超前排水。地質素描由專業地質人員承擔。

2)加強試驗檢測工作，根據檢測結果，及時調整隧道安全步距、增強地基處理措施。做好隧道圍巖含水率的測定和地基承載力的測試，根據含水率、地基承載力的測試結果，明確仰拱距掌子面的安全步距和地基處理等相關要求。含水率小于18%，地基承載力大于200kPa時，仰拱距掌子面距離不得大于25m;含水率在18%～22%之間，地基承載力大于200kPa時，仰拱距掌子面距離不得大于15m;含水率大于22%，地基承載力大于200kPa時，仰拱距掌子面距離不得大于10m，按照單工序作業;地基承載力小于200kPa時，采取換填加固等處理方法，保證地基承載力。

3)加大圍巖監控量測頻率。根據《圍巖量測施工技術方案》及《鐵路隧道監控量測技術規程》，本段圍巖在開挖面大于開挖跨度或沉降速率小于5mm/d時，按照日觀測2次進行監控量測，但鑒于本段的特殊情況，本段監控量測的頻率在仰拱施工前，一律按照2次/d。

4)精心組織，及時封閉成環，采取各項加固措施，保證圍巖處于穩定狀態。由于隧道開挖后，出現涌水，涌水主要集中在下臺階左右兩側，靠近出水地層的黃土含水率較高，開挖后地基承載力下降較快，造成拱頂沉降較大，容易引起初支破壞或整體下沉等安全隱患。經過認真分析研究，決定采取如下措施:a．IDK866+274．4～IDK866+304．2段上、中、下導鋼架拱腳下墊32a槽鋼，以擴大工字鋼拱架的受力范圍;b．上、中、下導鋼架鎖腳錨管均增加至4根4m長42錨管(比原設計增加一倍);c．中臺階邊墻加寬1m的擴大拱腳，擴大拱腳采用Ⅰ25a工字鋼支護;d．嚴格遵循“短進尺、強支護、早封閉、勤量測，初砌緊跟”的原則，隧道仰拱施工緊跟開挖，將隧道上部部分荷載通過初支拱架有效的傳遞到初支仰拱上，起到擴大拱腳的作用。采取了以上措施后，隧道的沉降得到明顯的控制，采取措施前與采取措施后的沉降。其中IDK866+255為采取措施前的沉降觀測數據，IDK866+300處為采取措施后拱頂沉降量觀測數據。未采取措施時，隧道在完成仰拱后，才能趨于穩定，采取措施后，隧道的沉降明顯降低，且由于隧道仰拱緊跟開挖，在隧道仰拱施工后，隧道趨于穩定。

5)做好隧道涌水、滲水的防排水工作。首先，在隧道進洞前應對隧道軸線范圍內的地表水進行了解，分析地表水的補給方式、來源情況，并適時采取相應的處理措施，做好地表防排水工作:對開挖面出現的涌水進行調查分析，找準原因，采取“以排為主，防、排、截、堵相結合”的綜合治理原則，因地制宜地制定治理方案，達到排水通暢、防水可靠、經濟合理和不留后患的目的。隧道內涌水主要采取抽排、引排的方法進行，在下臺階設置集水井，在上、中臺階設置鐵皮集水槽，將地下水匯集，通過集水槽引至集水井進行統一抽排至洞外，以避免地下水漫流，軟化地基，另外，超前探水的鉆孔內安裝引水管，將部分地下水，提前引排，直接進入集水井。

2結語

南山堡隧道高富水地段今年施工以來，局部富水地段仰拱，二襯以施作完成通過現場施工情況和監控量測資料分析，施工取得了預期效果。施工中嚴格按照“管超前、嚴注漿、勤排水、少進尺，弱開挖、強支護、快封閉、勤量測”原則，采取單工序作業，縮小掌子面距仰拱步距，及時施作仰拱，可以有效控制拱頂下沉及圍巖凈空收斂，從而保證隧道施工安全和質量。南山堡隧道進口在采取各項加固措施和施工方法后，有效地控制了富水軟弱圍巖變形收斂，保證了隧道施工的安全和質量，也為類似工程施工提供了借鑒經驗。

作者：李文銳單位：蘭新鐵路甘青有限公司