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管理局，甘肅蘭州730030）

在進行隧道施工的過程中，經常會遇到各種各樣的地層，地質非常惡劣的底層對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其進行有效的處理，進而保證隧洞施工能夠順利進行。在我國的西北地區進行隧洞施工，常常會遇見含水疏松砂巖段，在這種地質的情況下進行隧洞施工是非常困難的，這就應該采取有效的措施對含水疏松砂巖段進行處理。本篇文章以甘肅省引洮工程7#隧洞的施工為例子，對隧洞含水疏松砂巖段的處理方法進行具體的分析和研究，進而為我國隧洞在含水疏松砂巖段進行施工時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17 286米，位于甘肅省渭源縣內。在對其進行施工的過程中，因為遇到含水疏松砂巖地層，導致工程出現停滯。含水疏松砂巖的地質具有圍巖巖性非常軟，結構比較疏松，而且遇到水還會崩裂，成洞條件非常差，其屬于非常不穩定的V類圍巖。在進行隧洞開挖后，其不能夠保持穩定，特別是在飽和時，如果振動過大，就會是圍巖發生坍塌現象。因此，就一定要對底層采取良好的支護措施，對其進行高效的加固。下文針對隧洞含水疏松砂巖段采用凍結法處理方法進行分析和研究，并加以闡述。

一、凍結法中鉆孔施工時需要注意事項

凍結法是隧洞含水疏松砂巖段的主要處理方法，在進行凍結鉆孔施工的過程中應該主要的事項如下。

在進行鉆孔的時候，要求其深度一定要穿過隧洞的底板，最后的孔為280米深。因此，在鉆孔施工的時候，必定會穿過含水疏松砂巖段。含水疏松砂巖段的地層對于鉆孔有著非常不利的影響，在對鉆機和鉆塔的選取時一定要注意，應選用提升性能好，鉆速快，扭矩非常大，速比寬的鉆機，鉆塔應該選取承載力大，進而承載鉆具產生的負荷量，而且還應該具有非常大的高度，這樣就能夠促進凍結管的下降時間有所縮短，承載力應大于30噸，高度應保持在20米以上，因為一根凍結管的長度為20米，這樣一來就能夠預防在鉆孔的過程中出現卡鉆的現象。如果鉆孔時出現卡鉆現象的話，就會導致不能夠繼續進行鉆孔施工，之后在鉆孔內部進行注漿，一直到內部基本穩定才能夠繼續進行鉆孔施工。

使用凍結法對隧洞進行施工，在進行鉆孔的時候，必須要提高孔斜的監測，進而確保鉆孔的垂直深度以及孔間距符合施工標準。

測斜方法：引用陀螺儀進行測斜。測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傾斜的地層中以及偏斜已經接近極限值的時候，應該將測斜段的距離進行減小，進而使測斜的密度更高。在進行施工的時候，一定要對相關的設施設備進行定期的檢查和核驗工作，確保設施設備的精準度以及測斜數據的科學可靠性。在最后的孔鉆孔完畢之后，一定要對所有的孔進行有效的測量，之后按照測量的數據對鉆孔偏斜圖進行繪制，進而確定下一個施工環節的進行。

糾偏工作：針對比較深的凍結孔而言，盡管已經提高了防騙工作的質量和手段，但是還應該進一步對其進行糾偏工作。如果不這么做的話，就很難確保隧洞工程的施工質量以及隧洞工程的施工進度。在對鉆孔進行測斜工作時，如果發現哪個孔已經到了傾斜的臨界值，就必須對其進行良好的糾偏工作。在通常情況下，應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米的時候，采用墊鉆塔進行糾偏，大于100米的時候，采用螺桿鉆具進行糾偏。

二、普通鉆爆法掘進施工時注意事項

在將巖壁完全凍結以后，應對其進行鉆爆法進行掘進施工。因為隧洞的周圍都設置有凍結管，進而保證巖壁被完全凍結。因此，在對炮眼進行布置的過程中，應秉承多鉆眼，少放藥的基本原則。如圖一中所示。

鑿巖機械的選擇，由于此段隧洞巖性屬于疏松砂巖，普通風動鑿巖機無法鉆孔，因鑿巖機工作原理為利用棘輪的旋轉沖擊巖石，通過沖擊活塞的上下運動排出的氣體進入釬桿中心孔內，將沖擊巖石的粉末吹出孔外。由于鑿巖機釬頭在高速旋轉和沖擊時，會產生熱量將巖體融化為黃泥，巖石粉末排不出來，所以無法鉆孔。根據此實際地質情況可選用風動手持式鉆機進行鉆孔。因為此鉆機適用于軟巖及煤層鉆進，它的工作原理主要是通過旋轉，同時它排除巖粉的方式是通過螺旋釬桿將其帶出孔外。所以可選擇大功率風動手持鉆機進行鉆孔。

三、支護結構的質量保證

本段支護的結構形式為兩次襯砌聯合受力。一次襯砌為400毫米厚C30現澆混凝土支護，二次襯砌為預制C45鋼筋混凝土拼裝管片，現主要針對一次襯砌進行闡述。此段巖壁溫度為-20℃左右。所以在施工“一襯”結構時一定要選擇經過質檢部門檢測合格后的建筑材料。由于巖壁溫度過低可在巖壁內側鋪設一層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，并嚴格控制水灰比，控制好混凝土塌落度，如塌落度變化較大，應及時找出原因并立即進行調整。在混凝土澆筑過程中應按比例加入“防凍早強劑”。

在進行隧洞施工中，針對含水疏松砂巖段土質情況采取水平凍結的方法能夠保證施工的繼續進行，而且上文中的工程案例就是通過凍結法進行的施工，將含水疏松砂巖的地質問題進行有效的處理和解決，這樣一來，不僅能夠使隧洞工程能夠順利進行施工，還能夠提高施工單位的工作效率，降低工程建設成本，加快施工進度，因此，凍結法對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。凍結法具有科學合理性，而且施工的過程也非常安全可靠，因此，其可以在今后的隧洞工程施工過程中遇到含水疏松砂巖段地層中廣泛的使用，進而提高隧洞工程的整體質量。

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（編輯：魏翔）

收稿日期：2016-04-21

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

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