平田隧道涌泥处治施工技术

发表时间:2021/3/18   来源:《工程管理前沿》2020年第33期   作者:江泽邦 林瑞新 林文荃 韦州骞 潘彦邑
[导读] 隧道涌泥是公路隧道施工常遇到的地质灾害之一。
        江泽邦 林瑞新 林文荃 韦州骞 潘彦邑
        中国建筑第八工程局有限公司南方公司 广东深圳 518100
        【摘要】隧道涌泥是公路隧道施工常遇到的地质灾害之一。本文结合大塘至浦北高速公路项目平田隧道涌泥处治工程实例,介绍涌泥段的处治技术及实施方案,经过在施工过程中进一步探索和实践,提出涌泥处治的一些相关建议。
        【关键词】平田隧道;涌泥;高压旋喷桩;处治施工技术
        1 工程概况
        平田隧道位于广西省钦州市灵山县境内,为分离式主线隧道。采用双洞单向行驶,左线起讫里程桩号为ZK40+070~ZK45+180,长5110m,隧道起点设计标高为118.49m,终点标高为83.56m,最大埋深约334.1m;右线起讫里程桩号为YK40+085~YK45+190,长5105m,隧道起点设计标高为118.6m,终点标高为84.4m,最大埋深约333.35m。
        隧道围岩主要以松散破碎的薄层状硅质页岩、炭质页岩及硅质泥岩为主,节理裂隙极其发育,软弱结构面发育不均。地下水主要为上层滞水和基岩裂隙水,上层滞水主要赋存于浅表层的粉质黏土及全风化岩层中,基岩裂隙水赋存于硅质页岩、硅质泥岩等的风化裂隙及节理裂隙中,隧道线路穿越3处背斜、1处向斜、1处断层及铁锰矿开采形成的采空区5处等。
2 涌泥灾害发生简况
隧道掌子面开挖至里程桩号YK41+857.1,围岩左侧主要以强风化硅质页岩为主,右侧为强风化泥岩夹砂岩,岩体呈块碎状松散结构,软弱结构面极其发育,拱顶至拱腰出水量较大,右侧有一处集中出水点,沿出水点呈股状出水。在隧道开挖卸荷及基岩裂隙水的渗流作用下,细小岩屑、胶结体及泥质充填物依次被带出,岩体间的空隙逐步增大,并相互连通,随着水量的进一步增大,掌子面发生突泥滑塌,塌方突涌物以散体状~泥浆状泥块及泥质砂质填充物为主,滑塌体纵向长约50m,横向宽为12-15m,高度3~8m,堆满整个隧道掌子面,滑塌方量约1万m3左右。同时现场出水量较大,约为150m3/h,且水混杂着泥浆,整体呈黄色。

        3 涌泥处治方案
        结合本次涌泥灾害情况,现场采取“以堵为主、限量排放,稳固堆积体、超前预注浆”的方式进行处治。其施工工艺流程如图1所示:
 
图1涌泥处治施工工艺图
1)集中引排水
于涌泥堆积体顶面两侧设置集中排水通道,将掌子面出水点集中引排至已施做完成仰拱段集水井,集中抽排至洞外。
2)稳固堆积体
(1)换填洞渣:从洞外拉运稳定性好、强度高的洞渣,由远及近(涌泥口)对涌泥堆积体进行换填,稳固掌子面。
(2)浇筑拦渣墙:于涌泥堆积体后方分台阶浇筑C15混凝土拦渣墙,拦渣墙尺寸根据现场情况进行调整,稳固溜塌体;
(3)高压旋喷桩:于拦渣墙后方采用高压旋喷机对涌泥堆积体进行注浆加固。
A、确定孔位:按1m*1m梅花形间距在拦渣墙墙面布设孔位、序号;
B、钻机造孔:采用φ76钻头钻孔,钻孔过程详细记录钻孔深度,孔深应尽可能深入掌子面硬质岩体中;

图2高压水平旋喷桩位置图
C、高压注浆:钻孔完成后,正式开喷前于孔外进行水、气、浆试喷,当注浆喷嘴伸至设计深度后即可喷射注浆。高压喷射注浆采用水灰比为1:1水泥浆液。
3)注浆加固涌泥口周边岩体
对涌泥口附近掌子面采用潜孔钻机打设Φ108跟管,按120*120cm间距呈梅花型布置,注水泥~水玻璃双液浆止水加固涌泥口及掌子面周边围岩。注浆参数按:水泥浆水灰比1:1,水玻璃模数2.6~2.8,水玻璃浓度35Be’,水玻璃添加比例通过现场试验确定,注浆结石率及扩散半径需满足要求。
4)增强支护参数
调整加强初期支护参数,同时增强锁脚锚管,锁脚采用φ42*4mm,单根长6米小导管。

图3锁脚锚管施工示意图
5)加强监控量测
在掌子面涌泥影响范围加设变形观测点,及时对观测、观察结果进行分析,用以指导洞内处治施工。
        4 结束语
破碎软岩地层涌泥处治采取“以堵为主、限量排放,稳固堆积体、超前预注浆”的方式进行处治。针对涌泥规模特点,采取水平高压旋喷桩工艺稳定平衡涌泥堆积体,随后于掌子面后方已初支拱架背部打设φ108跟管注双液浆加固涌泥口附近松散岩体,对涌泥掌子面溜塌堆积体进行加固,除预定的加固区域形成达到要求的固结体外,在固结体周围的土体也得到不同程度的加强,确保施工安全性,可为以后类似隧道施工难题提供一定的借鉴和参考。
参考文献:
[1]张浩平,张兴来,龙勇.公路隧道溶洞及其处治技术探讨[J].交通标准 化,2008(9):153-156
[2]陈凌志.高速公路隧道病害处治技术浅谈[J].低碳世界,2018(4):267-268.
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