馬蹄山輸水隧洞超前支護(hù)施工工法比選

喬瑞森

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概括

1.1 工程地質(zhì)

馬蹄山輸水隧洞5號(hào)支洞樁號(hào)5號(hào)改支0+315.5—5號(hào)改支0+321.5土洞段，圍巖為第四系中更新統(tǒng)洪積飽和軟塑狀粉土，處于地下水位之下。該土層飽和、軟塑狀，具有大孔隙比、高壓縮性、高靈敏度、低滲透性低強(qiáng)度的特點(diǎn)。易產(chǎn)生顯著的觸變性、蠕變性和明顯的結(jié)構(gòu)性，軟土一旦受到擾動(dòng)，土的強(qiáng)度顯著降低，甚至呈現(xiàn)流泥狀態(tài)，屬于高靈敏度土。

山體內(nèi)原本處于平衡狀態(tài)的土體，隨著隧洞的開(kāi)挖形成一側(cè)臨空狀態(tài)，應(yīng)力釋放，產(chǎn)生了由圍巖未開(kāi)挖段四周向中心的擠壓應(yīng)力，當(dāng)擠壓應(yīng)力超過(guò)圍巖強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生較大的工程地質(zhì)塑性變形，飽和軟塑狀粉土的強(qiáng)度極低，故這種擠壓造成的變形破壞非常突出。

1.2 施工情況

針對(duì)軟土層，前期采取的超前管棚支護(hù)的管棚管、立柱、鋼拱架全部被壓彎折，洞壁裂縫破壞，隧洞下沉。這種飽和軟塑狀粉土可能引起隧洞嚴(yán)重的破壞，加大了施工難度和施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

從2019年8月初至2019年11月5日歷時(shí)85 d，累計(jì)進(jìn)尺12.5 m（5號(hào)改支0+303-5號(hào)支0-0+315.5），施工過(guò)程中掌子面多次涌泥塌方，采用頂拱超前小導(dǎo)管與超前直徑108管棚支護(hù)等方法均以失敗告終，其中“5號(hào)改支0+307.7—5號(hào)改支0+315.5”段頂拱范圍內(nèi)采用直徑108管棚，超前灌漿支護(hù)后出現(xiàn)下沉，造成此段已支護(hù)完的初支全部拆除并重新擴(kuò)大支護(hù)。

2019年11月10 日，“5號(hào)改支0+307.7—5號(hào)改支0+315.5”此段管棚下沉已經(jīng)處理完畢，至掌子面樁號(hào)“5號(hào)改支0+315.5”處，經(jīng)地質(zhì)預(yù)判前方地質(zhì)情況還比較復(fù)雜。……