研究富水黄土隧道施工控制方法范文

1富水黄土隧道施工控制方法

1．1工程概况

宝兰客运专线南山堡隧道位于甘肃通渭县县城西南，隧道长3471m，双线隧道，洞身最大埋深约145m，为黄土隧道，地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，洞身附近基岩风化节理较发育，富水条件相对较好，隧道平均涌水量1743m2/d，最大涌水量为5349．0m3/d。由于黄土隧道在干燥时很坚硬，承压力较高，当其受到浸湿后，呈一定程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力，给施工带来极大安全隐患，也为施工增加了难度。

1．2预防隧道变形坍塌采取的措施

1)做好隧道地质超前预报工作，严格按设计施作超前支护。南山堡隧道属于高富水隧道，为保证隧道的顺利施工，避免地下水发育地段突水、突泥的发生，防止地表水、地下水流失，破坏当地生态环境，确保施工安全，需要采取有效措施对隧道掌子面地质情况进行较为准确的预测预报，严格按照《隧道超前地质预报设计方案》进行施作。本隧道主要采用地质素描、水平钻孔和物探相结合的办法进行超前地质预报，物探采用TSP、地质雷达进行，其中TSP有效预报距离应达到软弱、较破碎的地段100m，两次预报重复长度不小于10m。地质雷达的有效探测距离30m，两次预报的重复长度在5m左右。超前水平钻孔采用GL-600S水平钻机进行，探水兼超前排水。地质素描由专业地质人员承担。

2)加强试验检测工作，根据检测结果，及时调整隧道安全步距、增强地基处理措施。做好隧道围岩含水率的测定和地基承载力的测试，根据含水率、地基承载力的测试结果，明确仰拱距掌子面的安全步距和地基处理等相关要求。含水率小于18%，地基承载力大于200kPa时，仰拱距掌子面距离不得大于25m;含水率在18%～22%之间，地基承载力大于200kPa时，仰拱距掌子面距离不得大于15m;含水率大于22%，地基承载力大于200kPa时，仰拱距掌子面距离不得大于10m，按照单工序作业;地基承载力小于200kPa时，采取换填加固等处理方法，保证地基承载力。

3)加大围岩监控量测频率。根据《围岩量测施工技术方案》及《铁路隧道监控量测技术规程》，本段围岩在开挖面大于开挖跨度或沉降速率小于5mm/d时，按照日观测2次进行监控量测，但鉴于本段的特殊情况，本段监控量测的频率在仰拱施工前，一律按照2次/d。

4)精心组织，及时封闭成环，采取各项加固措施，保证围岩处于稳定状态。由于隧道开挖后，出现涌水，涌水主要集中在下台阶左右两侧，靠近出水地层的黄土含水率较高，开挖后地基承载力下降较快，造成拱顶沉降较大，容易引起初支破坏或整体下沉等安全隐患。经过认真分析研究，决定采取如下措施:a．IDK866+274．4～IDK866+304．2段上、中、下导钢架拱脚下垫32a槽钢，以扩大工字钢拱架的受力范围;b．上、中、下导钢架锁脚锚管均增加至4根4m长42锚管(比原设计增加一倍);c．中台阶边墙加宽1m的扩大拱脚，扩大拱脚采用Ⅰ25a工字钢支护;d．严格遵循“短进尺、强支护、早封闭、勤量测，初砌紧跟”的原则，隧道仰拱施工紧跟开挖，将隧道上部部分荷载通过初支拱架有效的传递到初支仰拱上，起到扩大拱脚的作用。采取了以上措施后，隧道的沉降得到明显的控制，采取措施前与采取措施后的沉降。其中IDK866+255为采取措施前的沉降观测数据，IDK866+300处为采取措施后拱顶沉降量观测数据。未采取措施时，隧道在完成仰拱后，才能趋于稳定，采取措施后，隧道的沉降明显降低，且由于隧道仰拱紧跟开挖，在隧道仰拱施工后，隧道趋于稳定。

5)做好隧道涌水、渗水的防排水工作。首先，在隧道进洞前应对隧道轴线范围内的地表水进行了解，分析地表水的补给方式、来源情况，并适时采取相应的处理措施，做好地表防排水工作:对开挖面出现的涌水进行调查分析，找准原因，采取“以排为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则，因地制宜地制定治理方案，达到排水通畅、防水可靠、经济合理和不留后患的目的。隧道内涌水主要采取抽排、引排的方法进行，在下台阶设置集水井，在上、中台阶设置铁皮集水槽，将地下水汇集，通过集水槽引至集水井进行统一抽排至洞外，以避免地下水漫流，软化地基，另外，超前探水的钻孔内安装引水管，将部分地下水，提前引排，直接进入集水井。

2结语

南山堡隧道高富水地段今年施工以来，局部富水地段仰拱，二衬以施作完成通过现场施工情况和监控量测资料分析，施工取得了预期效果。施工中严格按照“管超前、严注浆、勤排水、少进尺，弱开挖、强支护、快封闭、勤量测”原则，采取单工序作业，缩小掌子面距仰拱步距，及时施作仰拱，可以有效控制拱顶下沉及围岩净空收敛，从而保证隧道施工安全和质量。南山堡隧道进口在采取各项加固措施和施工方法后，有效地控制了富水软弱围岩变形收敛，保证了隧道施工的安全和质量，也为类似工程施工提供了借鉴经验。

作者：李文锐单位：兰新铁路甘青有限公司