復雜地質條件下深豎井施工技術研究

李軍平

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810007）

隧道工程施工難度較大，而修建隧道時需要修建若干豎井井筒工程，加快隧道施工進度。然而，地質條件復雜多變，使隧道豎井施工面臨一系列技術難題，如深厚破碎帶、含水層、高地溫以及各種構造等。基于復雜地質條件基礎情況，對深豎井施工參數進行合理控制，從而提升施工技術應用效果，提高工程質量。

1 復雜地質條件下深豎井施工難點

1.1 溜渣井堵井事故

在復雜地質條件下進行深豎井施工時，需要做好溜渣井作業活動，在實際施工過程中，容易出現堵井事故，在處理時難度相對較大，并且在工作中所面臨的安全風險較高，也會給施工企業帶來嚴重的負面影響。導致此類隱患出現的主要原因在于，在工程施工期間，沒有對爆破參數進行合理控制，使得爆破時涌入溜渣井中的碎石料過大，導致結構出現堵井情況。同時還存在大塊石落入溜渣井的情況，這樣也會增加堵井事故發生概率，影響作業活動的有序進行。如果施工期間出現堵井問題，需要及時處理。第一，井內灌注標準比例泥漿，穩定內外土層壓力，維持溜渣井形態；第二，利用抓取機械清理溜渣井中堵石，若石塊較大，需要進行破碎處理后再打撈。

1.2 滲水、涌水問題

在復雜地形條件下，也容易出現滲水涌水等問題，導致此類情況出現的主要原因如下：第一，區域土層含水量較多，目前地層內水體呈三種形態分布，分別是自由水、結合水和毛細水，結合水和毛細水存在地層間隙中，在外力破壞地層穩定態后，水體會向著薄弱處流動，從而造成滲水問題。第二，復雜地形下也存在壓力較高的承壓水，上部土層壓力卸載后，承壓水會沿著地層裂隙處進行擴散，從而出現涌水、涌砂等問題，如果不能及時處理滲水、涌水問題，也將直接造成豎井塌陷、圍壁形變等施工問題，影響作業環境的安全性。在出現涌水、涌砂問題后，第一，建立臨時排水系統，將涌出水分排出，同時建立降水井降低地下承壓水壓力，確保結構壓力平衡。第二，不再涌水后，在區域內進行鉆孔，搭配壓力注漿技術封堵裂隙，確保結構穩定性。

2 深豎井施工技術應用要點

2.1 場地平整作業

在該環節作業活動開展過程中，應注意以下內容：第一，對施工圖紙內容進行細致研究，根據施工圖紙中標記的參數內容，依次完成測量放線任務。同時，也需要清理地面上的雜物，如果地區內存在地下管線，需要利用綜合物探法對管線位置進行確定，避免開挖時出現施工沖突問題。第二，考慮到復雜地形條件下地層內部含水量相對豐富，因此在場地平整處理過程中，提前在場地周圍布設好排水溝，并且選擇合適位置布置集水井，收集排出的水體，根據水質情況作為拌和用水或降塵用水，提升水資源利用效率。

2.2 鎖口圈梁作業

在該環節作業活動開展過程中，應注意以下內容：（1）多數情況下，會使用人工開挖方式，為了確保作業結果的可靠性，提前預留出20cm的鎖口寬度，作用是用來人工修整，提升作業結果的可靠性。（2）為了提升開挖面穩定性，會利用噴射混凝土展開加固，若土體穩定性較差，搭配錨桿支護、砌筑支護等方法穩固土層。（3）考慮到目前工程作業多使用商品混凝土，因此在實際應用中會采用一次性整體澆筑的方法，搭配分層澆筑（單層澆筑厚度小于50cm），確保結構最終成型的質量。

2.3 提升系統施工

（1）進行井架基礎作業時，需要根據使用要求在合適位置布置預埋件，搭配整體澆筑方法，從而加快系統施工速度，提升作業結果的可靠性。（2）進行井架安裝作業，結合工程期間的開挖要求，篩選井架作業材料，包括鋼管材料、工字鋼等，檢查參數合理性之后再進行作業，從而確保結果的合理性和實用性。（3）龍門吊安裝作業，在實際作業過程中，根據吊重的相關要求來確定龍門吊應用功率，進而提升作業結果的可靠性。

2.4 土方開挖作業

在開展土方開挖作業過程中，注意以下幾點：（1）進行土方開挖作業前，控制地下已有管線位置、埋深等參數，尤其是一些危險性較高的管線，如電力管線、燃氣管線等，非必要情況下，應避開管線位置進行豎井開挖作業，確保作業過程的安全性。（2）進行土方開挖作業時，需要遵循“對角開挖”原則，而且在整個開挖過程中，做好相應的監測工作，降低開挖期間的風險性。（3）完成開挖作業后，也需要及時展開工作面作業，搭配噴射混凝土施工技術，有序完成該環節作業。

2.5 鋼格柵架設作業

（1）做好施工材料質量驗收，待滿足要求后才可以使用，并且鋼格柵也可以采用現場制作的方式進行處理，以便快速調整尺寸結構。（2）進行鋼格柵加工處理時，嚴格遵守相應的加工規范，而且要做好精度控制，從而可以控制在合理范圍。而且組裝前也需要進行試拼作業，提升作業結果的可靠性。（3）在組裝好結構施工過程中，根據土方開挖情況分層澆筑，并且每完成一層土方開挖作業，在該位置架設一次鋼格柵，并且做好區域內基礎資料的清理工作。

2.6 小導管注漿作業

展開小導管注漿作業也需要注意：（1）按要求完成鋼格柵施工后，在坑壁處著手小導管注漿活動，一般情況下，會使用無縫鋼管進行作業，同時在合理位置布設溢漿孔，此類孔的布設形狀呈現梅花形，以滿足具體的作業要求。（2）在該環節也需要確保小導管作業過程與格柵作業保持同步，作業傾角設置為15°，滿足作業要求。（3）對漿液配置比例進行優化設計，相關參數需要滿足既定要求，并且在校驗合格后進行使用，滿足作業過程的基礎要求。

2.7 噴射混凝土施工

（1）挑選恰當的工程作業時機，一般情況下，需要在鋼格柵安裝活動結束后快速展開混凝土初噴作業，而單次噴射的混凝土厚度也需要控制在50～70mm，以滿足相應的作業需求。（2）在正式噴射工作開始前，需要利用高壓水進行清洗和噴濕作業，同時對管道做好預清理工作，滿足相應的噴射作業要求。（3）完成鋼筋網施工活動后，進入正式的作業環節，拌和泥漿強度不能低于C30，噴射厚度在20～30cm，噴射期間的壓力控制在0.3～0.5MPa，滿足具體的質量作業要求。

2.8 鋼支撐安裝作業

在該環節作業活動中，工作內容包括橫向支撐作業和角撐作業兩部分，前者在施工過程中，多使用Q235型I25a工字鋼，后者常用Q235型I22a工字鋼進行作業。在安裝活動中，利用焊接方式將鋼支撐固定在預埋鋼板結構處，做好控制所需鋼板長度、厚度、硬度等內容，同時，也需要在預埋的鋼板背后完成2～3根錨固鋼筋的焊接操作，錨固鋼筋的具體參數也要結合安裝情況選擇，以此滿足具體的焊接需求。另外，在焊接過程中，做好焊縫厚度（不超過8mm）的控制工作，提升支撐結構的完整性。

2.9 豎井封底處理

除了上述提到的作業要點外，還需要做好豎井封底處理工作：（1）做好施工材料質量的控制工作，基于復雜地形的基礎情況，選擇強度不低于C30混凝土參與封底作業中，整體噴射厚度控制在300mm，以滿足封底處理的基礎要求。（2）進行豎井開挖作業時，在施工到既定標高時，需要先在底部噴射一層厚度為25mm的混凝土加固底部，隨后在側墻位置預支預埋工字鋼結構來穩固豎井結構，搭配噴射混凝土作業逐漸完成封底工作。需要注意的是，在混凝土噴射過程中，應按照由周邊向中間噴射的順序展開，進而提升封底結果的合理性。

3 結語

綜上所述，通過本項目研究，總結復雜地質條件下隧道豎井施工設備布置、爆破參數優化、有效防治水方案、深厚破碎帶施工、通風方案選擇等，解決了復雜地質條件下隧道豎井快速、安全施工關鍵技術問題。該技術是隧道、鑿井施工技術的巨大進步，是今后乃至未來隧道豎井井筒施工技術的發展方向，對距離跨度大的隧道施工具有十分重大的意義。