淺談淺埋富水膨脹土隧道施工止水技術

周成成

摘要：在隧道施工過程中，地質條件是影響施工進度和質量的重要因素。因此，在施工前充分考慮地質條件，采用合理的施工方法尤為重要。結合皂樹嶺一號、二號兩座隧道施工，提出深孔注漿堵水的方法及施工注意事項，對今后類似工程的施工具有指導意義。

Abstract： In the process of tunnel construction， geological conditions are important factors affecting the construction progress and quality. Therefore， it is particularly important to fully consider the geological conditions and adopt reasonable construction methods before construction. Combined with the construction of the No. 1 and No. 2 tunnels in Zaoshuling， the method of blocking water in deep hole grouting and construction precautions are proposed， which will be instructive for the construction of similar projects in the future.

關鍵詞：淺埋；膨脹土；注漿；堵水

Key words： shallow buried；expansive soil；grouting；plugging water

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）11-0147-02

0 引言

隧道施工過程中無可避免的會遇到斷層、膨脹土、塌方、涌水等復雜地質環境，在對這些段落進行開挖施工過程中需要增加各類加固支護措施，以確保施工安全。然而，在實際施工中經常會遇到多種特殊地質交叉出現，這已成為施工及后期運營安全的棘手問題之一。

本文通過對復雜環境下淺埋富水區膨脹土隧道施工技術的研究，提出了針對這一地質情況在開挖過程中采用深孔注漿堵水的方法，應用于現場施工，取得了很好的效果，在今后的施工過程中具有很好的指導和借鑒意義。

1 膨脹土圍巖的特性和對隧道施工的危害

膨脹土圍巖在開挖之前具有較高的地層初始應力，高強度特性及膨脹性。因此，膨脹土圍巖隧道施工過程中，在開挖后初始應力釋放、強度降低，巖性發生較大變化，進而導致隧道發生較大變形。特別是在遇水后發生膨脹，造成隧道兩側、拱頂及底板擠壓變形，破壞已完成的初期支護或二次襯砌。因此，在開挖施工過程中做好止水工作至關重要。

2 工程概況

本工程位于陜西省安康市轄區漢江右岸大巴山低山區，隧道洞身地表自然坡度40°～60°，分布“V”型侵蝕谷，多為東西走向。洞身頂部覆蓋層為膨脹土，屬安康盆地高階地貌。本處新建的兩座隧道緊鄰，最小凈間距8.59m，最大埋深約32m。

經現場實地詳細調查，隧道淺埋影響段設定為線路兩側各25m，經調查處在該范圍內的房屋約63戶，計約17181m2，在此范圍外仍有多處房屋、道路及水井等構筑物。

3 淺埋富水膨脹土隧道施工止水技術

3.1 止水方法

皂樹嶺兩座隧道沿線居民密布，屬于拆遷范圍只是少部分，大部分住戶仍分布在隧道兩側，其生產、生活用水均來自各自的水井及水塔，隧道施工中如遇到地下水，采用抽排方法勢必破壞地下水系將嚴重影響居民用水安全，同時也會產生較大社會影響。

因此在隧道遇到地下水時應采取事先封堵止水的方案，以保證社情、民情穩定，同時為施工創造良好的外部環境。根據相關地鐵施工經驗，認真研究分析后決定采用深孔注漿堵水的方法，既WSS施工方法對兩座隧道淺埋富水區段進行止水。

3.2 WSS施工方法

①注漿孔間距：根據工程實際確定，一般為5m～1.5m；

②注漿管的設置：鉆孔機將注漿管設于預定深度注入清水并從漿液混合器端部流出；

③橫噴射注漿、注漿管設置完畢，漿端點關閉、進行橫噴射切換，一般為15L/min。同時根據工程實際進行調整；

④回抽注漿：施加壓力注漿時，必須精心操作控制壓力；

⑤注漿結束注漿完畢將注漿管沖洗干凈全部收回，對注漿孔進行密封，恢復原畢狀；

⑥漿液強度、硬化時間、滲透性能可根據工程實際需要調整；

⑦漿液不流失、固結后不收縮、硬化劑無毒、對周圍環境及地下水資源不造成污染。

3.3 WSS法施工注意事項

①在有地下水出露跡象或裂隙水較多的情況下進行二重管深孔注漿堵水；

②深孔注漿堵水孔位采用垂直掌子面的水平孔、垂直中、下臺階及仰拱的垂直孔及斜孔；孔深根據現場情況而定，水平孔一般為10～20m，垂直孔及斜孔一般為5～10m；

③注漿封堵段落超前施工面2～3m。注漿封堵后要根據實際情況判斷堵水效果，并及時調整注漿參數以達到堵水目的。

3.4 涌水突泥的應急處理措施

如果突涌水處理不當或處理不及時，大量的涌水將淹沒開挖面，甚至造成人員、設備的損失，處理工作費時費力費錢，并延誤工期。為此制定以下幾種應急預案，并準備好相應的材料和設備。

①快速封堵。

當鉆孔推進中遇到涌水，但涌水量不大壓力不高時，鉆桿不拔出，隨即在孔口插小直徑注漿管，實施頂水預壓（采用凝膠時間短的水泥-水玻璃雙液漿），將鉆孔已施鉆部分封住，不讓水涌出。然后在其周圍另行鉆孔實行前進式注漿，即鉆一段注一段，逐步推進。

②增設混凝土止漿墻分流減壓注漿。

當鉆孔施鉆過程中，孔內涌水大、壓力高，出現突然涌水時，按以下步驟處理：涌水孔孔口緊貼開挖面設鋼管匯水引流，將涌水的大部分從鋼管內引排至排水溝；在孔口鋼管四周拼組木箱，作為涌水散流部分的匯水箱，以免影響第一段混凝土止漿墻的澆筑質量。

沿隧道軸向緊貼撐子面分兩段澆筑混凝土止漿墻。第一段，緊貼開挖面澆筑，厚度2.5m左右；并在匯水木箱內布置3根？準89鋼管作為涌水的補充引流管；第二段止漿墻厚度2m左右。墻內預埋周邊注漿管，注漿封堵止漿墻與開挖面之間的空隙，防止止漿墻漏漿。

在止漿墻上布孔施鉆，并從下而上逐管前進式分段壓漿。先注水泥漿，后注雙液漿。壓漿時除注漿孔，其他孔開閘放水減壓。壓注最后一個涌水孔時，其他孔的管口閘閥均關閉，對該孔實施高壓頂水壓漿方法封堵。

③編織袋封堵。

在施工中預先準備一定數量裝好碎石砂的編織袋，在施工中遇到突水涌泥情況時，先用袋裝碎石對突泥進行封堵攔截，并根據情況采取迂回排水法或帷幕注漿堵水，并根據突水涌泥對圍巖的擾動情況，采用長大管棚、型鋼拱架等強支護措施，掩護開挖。

4 結論

在對皂樹嶺兩座淺埋富水膨脹土隧道開挖施工過程中，采用深孔注漿堵水的方法進行止水，很好的抑制了圍巖中的裂隙水，取得了很好的效果。同時，結合監控量測合理的安排襯砌施做時間，確保工程質量。目前已安全順利施工完成，其施工經驗及深孔注漿堵水的方法為今后類似工程的施工提供了經驗。

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