黄土隧道浅埋富水段施工技巧

黄土隧道浅埋富水段施工技术关键词：隧道富水浅埋超前降排水旋喷桩防水薄覆盖层介绍山西中南铁路通道石楼隧道穿越河沟所遇到的浅埋富水地质所采用的施工方法及采取的措施,成功地解决了浅埋暗挖软弱地层区间隧道施工技术难题,所采用的超前降低洞内水位及超前旋喷桩防水,克服了富水软弱地层施工技术难题。利用浅埋段薄覆盖层的特点解决了洞内二次供电问题及洞内排水问题，成功的节约了高压进洞和掌子面往洞口排水的成本。为以后类似工程的施工提供了参考。伴随着20世纪世界科学、技术、经济的发展，交通运输、水利、水电、采掘，特别是城市地下交通及空间利用等，对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求。大规模的地下工程建设促进了隧道修建技术的进步。纵观当今国内外交通隧道的发展，有个非常明显的趋势：即隧道越修越长，应用的场合越来越广，而且以隧道方式为多用和跨越水域的例子越来越多。这是经济的迅速发展，对交通运输提出了更高要求的必然结果。由于黄土独特的节理和构造特征及其湿陷型，随着大量黄土隧道的修建，黄土隧道成了近年来隧道施工研究的重点和难点，本论文通过一个成功的案例对黄土隧道的富水浅埋段施工做出一个可行的施工方案。1.工程概况 石楼隧道位于山西省吕梁市石楼县与隰县境内，为黄土高原丘陵地貌，地形起伏较大，隧道最大埋深约为252m，最小埋深3.6m。本隧道为单洞双线隧道，直线段线间距为4.0m。隧道进口里程为DK221+415，出口里程为DK234+225，全长12810m。其中DK232+990～DK232+920段位于隰县城南乡坊底村的一个沟谷内，沟谷内常年积、流水，形成较厚淤积层，隧址区土体含水均处于饱和状态，洞顶埋深3.6～10.4m不等，并于DK232+931处下穿河沟最大富水段，于DK233+000处下穿乡村道路，线路左侧（河沟下游）约150m处是杜家塔1#淤积主干坝（坝体长81m，高14m，顶面宽7m，底面宽35m），对隧道施工造成了极大的困难和安全施工隐患。图1：埋深纵断面图及现场地貌。图1埋深纵断面图及现场地貌2.技术难点及方案的选择2.1.施工技术难点该地段主要土质为老黄土，河沟常年有流水，底部主要为淤泥与河卵石，无稳定性，易塌方，地下水丰富,施工期间降雨充沛,地下水补给充足,因而,地下水的控制显得非常重要且极为困难。黄土地层软弱，稳定性受水影响较大。隧道开挖后周边围岩在自重应力的作用下松弛变形,控制不好易产生变形坍塌。施工时,必须采取严格措施控制,防止产生大的变形及坍塌。2.2.施工方案的比选根据黄土的特性及现场实际情况，在收集国内类似工程施工方案的基础上，结合施工图设计初步确定两个施工方案：一为半明挖揭盖法施工，即将拱顶覆盖土按1:0.75坡率开挖至上、中台阶接头处并留出一个2m施工平台，并按照拱部设计形状人工修筑土模，在土模上立架，用混凝土块固定拱架、喷砼支护并留出拱角接头处。正洞施工时，采用三台阶七步法施工，上台阶开挖出来后，只需把凸凹处补喷平整，中台阶拱架与上台阶拱架露出的接头处连接，下台阶正常施工，衬砌采用钢筋混凝土，待衬砌施工完毕后，拱顶原地面回填覆盖土。二为超前进行洞内降水及地表处理，采用三台阶七步法安挖施工。考虑浅埋段施工时期为6月至7月，正为隰县每年的雨季，以及明挖法增加的土方开挖量，选择成本相对低廉、风险较小的暗挖法。望3皆.鉴主要据施工仔方法眠整体原施工欢方案够包括装：地良表水趋预处谣理减→敢旋喷仆桩注鲜浆防叙水爹→横大口雁井超纸前洞补内降眠水识→摊地表遭注浆束处波理固→象超前果支羽护拣→棋开挖鸽支添护劫→优仰拱纱衬都砌缠→尿地表掏沉降献及洞仁内收峰敛观日测。妄3.惩1钞.总地表繁水预驴处理幅DK讯23答2+孩93场1塘处河载沟虽吴然水携流不寒大，栗但常解年流傍水，饰为避列免浅洋埋段缸地表址水从胞洞顶漠直接停流淌快过，园在线笑路右签侧约郑50娱m耳冲沟遥的下耍游筑匹拦水泥坝，欣拦截驻河沟笼及冲敏沟内跟地表让水，悲并在出拦水怨坝上贷游（晋冲沟军口）奏处设买集水景井，蓄集水絮井内锤设水心泵，通将水下引排跃至线插路左迹侧。馋在线菊路左悔侧约榨40潜m田冲沟粘的上珍游筑屯拦水云坝，乐避免笋下游帐水满擦倒流衬至隧神址区遥。两狠处拦钱水坝牲之间锐地表术水利驱用水语泵引担排至部左侧戒拦水脏坝下滚游。予最后经，所哑有地勿表水潜利用虚杜家初塌海1捷#徒主干扛坝排辫水设昏施排你走。淋图梁2台俊施工户前排狠水、墨拦水竟示意挂图。府图州2偏鞭施工破前排拳水、逐拦水取示意枪图称3.联2宋.趟旋喷奥桩施拢工注旋喷羞桩是天利用础钻机刺将旋膝喷注遣浆管队及喷山头钻嫌置于贝桩底掏设计见高程糖，将醉预先承配制雅好的再浆液羞通过时高压涝发生污装置江使液籍流获勒得巨礼大能汪量后批，从改注浆担管边腹的喷冻嘴中慕高速桌喷射黑出来意，形窃成一押股能凑量高量度集级中的萝液流株，直变接破赌坏土艳体，仿喷射端过程延中，偿钻杆瘦边旋烂转边罗提升凯，使能浆液批与土举体充素分搅嘉拌混布合，绩在土田中形惕成一础定直局径的慨柱状吩固结妇体，模从而奴达到当地基悉加固宵和防乞水效贿果。披施工刻中一脚般分耗为两晃个工决作流凶程，社即先文钻后墙喷，农再下台钻喷血射，遇然后您提升乞搅拌据，保反证每饰米桩赌浆土程比例刃和质缴量。吉在隧垂道中向线两奔侧各燃9m枯处施搜做谦φ衔60蚂0m炼m哄的高瘦压旋垦喷桩针，相影邻桩残咬合耕20痰cm博，做逝成止录水帷弄幕。宝桩长冠根据慈地表栽地形暮情况振确定受，保钢证桩夸底标喝高低茎于隧饭底标集高贺4m兼。具特体见字图舒3罚平面秘布置抵图及莫图刺4倚纵断恐面图恩。烧3.趣2.房1笔.疼旋喷叨桩施甚工要且求盯（芦1绕）设腊计桩谱径式：炼晌60回cm箭，相升邻两废桩咬麦合铺20暗cm计。绑（敞2捉）高散压泥室浆压默力外：堪2拖3柜～呈28纸Mp戴a筒（暮3乡）提氧升速聋度苏：鹅2糕0苹～巾25山cm争/m选in争（阿4浮）旋谦转速抛度：庭约校为堂20慎r/书mi粗n倍图袜3羡散旋喷忧桩平择面布牺置图端图民4贤讯旋喷破桩纵众断面殃图该（坊5虚）水灶灰比及：诞1恭：适1捆3.火2.军2愉.左旋喷内桩施木工流剑程呜定特位肢→像钻机卸成恢孔床→哗旋喷狂机就遣位（致设备怖调试参）蛮→弹下旋粒喷佛管释→字配送震浆蚊液和→湿旋喷蛛提演升乎→趁泥浆辉外蛇排脑→壳清洗淘机具娃新孔繁就位止。见闹图瓦5萝才旋喷府桩施港工工睛艺流愤程图梨。钻机就位钻机就位调整钻架角度打管钻孔插管高压旋喷桩注浆作业喷射结束拔管器械清洗泥浆的排放处理应图招5变旋喷闲桩施娱工工谁艺流银程图嗓3.肝2.轻3罩.搁旋喷边桩操犯作步丙骤督（恼1饼）定灿位：像现场刑技术扭人员怕按施匀工图唉及现芳场实饶际情芹况放忠样，奋并做屿好明毕确标绑志，寿确保旅旋喷究桩机降定位衣准确寿。蛾（怒2资）喷菜射注殊浆前金以钻转机成涨孔，固各桩刊成孔种深度裤大于搭设计务深度中0.漂5m叛，成逆孔时舌钻机爪机架摩垫平丛，钻研机保纱持垂英直锤刻头和坏钢丝铸绳地嚼面，腊成孔君垂直英度谜≤界1%怕.拦（遍3芽）喷草注作后业。辱（如4掠）旋魄喷机逐架就蛛位，贡喷管辟位于课自然唐悬吊销状态粪时喷柄管中卧心对面准孔求心，愉偏差誓不得崇大于环二分游之一晕孔径糟（成弹孔孔痒径）灭，保私证下押管、栗提升初及旋煎喷注皮浆的己顺利姻进行顷。外（巾5蒸）下钳喷管股前先恰检验胡喷浆耗口是偷否完长好畅虚通，滋再做烤喷浆删试验刻，当升浆压映符合收设计趟时方酒可下央喷管虽。污（翁6漫）喷懂管下问至设羊计深赛度孟10颈cm资时，熟开始队拌送劳水泥昆浆，及待达裂到设丙计参链数，咱孔口栋冒浆汇正常排后，爱再开秃始旋鸡喷提灯升。淡（捉7享）喷茅注中岭若遇区故障截等特替殊情遍况，雅喷管翠须下旗降辉10赶cm萌才能厕继续漠喷注命，以桂保证杰旋喷归加固举的竖火直连欧续性酒。级（画8备）喷籍注作拜业时糊，做本好已饮喷邻笼桩的若补浆嘴回灌姓工作茧，保镰证加近固后姐的桩尼顶标茶高，段同时蠢施工拢中必述须及土时做慕好废巧浆处帮理工隙作。杆3.掌3骂.槽大口拢井超释前洞鸭内降支水鉴在隧杨道中缩线位某置上影，每肯间隔母14并m免做一环个织φ于20珠0c织m绿的大尤口井行降水小，井恳底标侮高低粱于隧患底标绍高食3m摧，降退水井绳下尝φ撑20延0P而V陶C盲管护宏壁，存并窄在闻PV扔C趣管上罪打孔能便于诊排水球，在寸每个昏降水眠井里要面个煮设置热一个罗潜水焰泵抽咳水。识图捎6例万大口煎井平轻面布哀置图滨。宁图定6屑软大口射井平危面布叮置图欺潜水谣泵在沃安装拆前，隐对水性泵本袭身和威控制籍系统鹿作一胡次全苗面细需致的副检查乔。检科验电译动机必的旋研转方叙向，进各部纲位螺粒栓是取否拧枪紧，继润滑防油是故否加萝足，著电缆判接头腹的封句口有赶无松划动，毫电缆燃线有们无破抄坏折杂断等侨情况劳，然四后在柜地面腔上嫁转靠3~唱5m亚i袖n孩，如耍无问调题，榆方可出放入暮井中恐使用含。深性井内嘴安设格潜水轧电泵萝，可叼用绳丙吊入床滤水来层部错位，油带吸闲水钢任管的骗应用捐吊车再放入秆，上抽部与报井管拣口固党定。惊设置浩深井棵泵的炸电动命机座揉应安昆设平爷稳，柜转向带严禁误逆转已（设师有逆赛止阀雁），忌防止混转动屋轴解驴体。浴潜水居电动悔机、积电缆秋及接涨头必仓须有幸可靠循的绝愧缘，如每台绝泵配砖置一逐个控沸制开旺关。绸主电傻源线惩路沿坚深井废排水彩管路辆设置煌。安种装完溜毕应慢进行戒试抽冲水，享满足懂要求振后始键转入掘正常嘉工作勺。磁潜水棕泵用谋钢丝芦绳吊菌放。垦安装珍并接斑通电烟源，赴铺设恐电缆钟和电辉闸箱写，做患到单雹井单井控电葬源，较并安科装时赶间水序位继独电自陶动抽赠水装楚置和决漏电惹保护趁系统室。腾井口茎地面希以下蛙2m烂范围酒内用常粘性粪土回垮填压坟实，至井管稻要高骑出地疲面江0.咱3m庭，并奏在周僚围立教显著旋标志被和加活井盖塑予以币保护尸。酸3.液4肌.逢地表卧注浆才处理泪洞身颗大口阳井进绒行降夏水施祥工后害，洞诱顶土赠体内德的含所水将炼下渗策，原妈有土宴体会授呈现颗松散特状态喇，土隆体间君黏聚歼性大插大降岗低，弄土体何应力煎出现纤不规屿则分灿布，效对洞恋身施叶工造速成安躁全隐际患，食为确瘦保施侧工安尿全，灰对地米表土焦体进盏行注傲浆处耕理，术打蚂设康Ф廉4扣2查小导泽管纹，最L=炎4.把5m晨，灌种注水膝泥单糊液浆晶进行凑地表掌加固浇。注孙浆材斥料：稠水泥域单液庙浆，耽水灰仅质量扔比戒为节1:乎1部。注瓣浆参踢数：盛孔距块3m楼；浆于液扩锡散半归径杂2m尊；注旬浆压眨力：绣初爽压叫0.邀2M挡pa胖~0寿.5况Mp威a绞，，裁终皂压补2M厕pa庸~3期Mp妇a胳。注吴浆顺峡序：坐注浆号时先蜘灌注裂最外省两排泊孔，趴然后土依次久向内我推进用。每潮排注畅浆孔交中，木先灌西注两具端的助孔，副然后茧间隔娇交错呢灌注欲。游3.焦5葛.杠超前弄支护垂为确顶保汛臂期施大工安夸全迷，彼DK痛23缺2+际96沈5盘～观DK秩23桨2+生92尿0悦段施驼工增博加香φ俯8摆9继管棚线，拱碑部烧14均0纱0研范围蒜内设皂置，吓环向喇间绑距烟3科根隔/悦m坟。管栽棚采捧用热包轧无窝缝钢击管，住施工赛内容境主要胜包括珍封闭彼开挖搁面、庆设钻狮机平锦台、箩测定薪孔位峡、钻瑞孔、暑钻机深退出撤、安胜设无累缝钢当管，尚必要藏时注劣浆封迷孔等尘工序养施工捧中拱驶部乘14冷0侨0误范围装内设伪置弃φ宴4府2会小导牌管朵，士L=倾5.协0m漏，环叫向间紫距刃3迷根白/焰m登，每订1.兼5m课施作芦一环语，每蚊环纳3通9针根。眉小导揉管采喷用双站层热番轧无丸缝钢琴管，盾前端欣加工简成锥恭形，遇以便统插打畅，并税防止档浆液剃前冲混。歌3.暮6摘.购开挖叫支护焰3.龙6.伴1沈.芝开挖祝图露7惑跑超前池小导蚂管平霞面示肿意图料浅埋末段开呼挖采漆用三熊台阶牲七步隶法，忍三台桥阶七相步开夸挖法粗是以荷弧形资导坑过开挖表预留滚核心腥土为朽基本非模式欧，分靠上中爸下三渠个台疤阶七炎个开泪挖面财，各洞部位据的开降挖与馅支护老采用割沿隧咽道纵填向错姻开、默平行隶推进顾的隧慧道施弓工方河法。法(1矿)此工艺某特点桂①咸施工蔑空间尊大，劫方便汁机械懂化施顿工，命可以但多作割业面船平行否作业布。部洪分软牵岩或轿土质谅地段拼可以自采用乱挖掘役机直店接开落挖，劫工效荡较高爽。痛②脊在地成质条穷件发罩生变冒化时州，便蒙于灵慎活、槐及时欢地转罚换施棚工工远序，塑调整纽施工拔方法乳。楼③夜适应芹不同顿跨度珍和多梁种断婚面形宅式，锅初期卧支护托工序楼操作泼便捷木。膛④难在台笨阶法嫌开挖龙的基雕础上惩，预侨留核龄心土今，左描右错肺开开援挖，百利于疏开挖鉴工作堆面稳辣定。大⑤挤当围川岩变辈形较呜大或躁突变胆时，高在保钳证安月全和午满足革净空距要求剑的前篮提下低，可偿尽快氏调整遥闭合才时间逗。购(2奔)赴施工酬要求胳三台颈阶七切步开摄挖法孕施工童应符姿合下淡列要镰求：歉①未以机爱械开雾挖为氧主，德必要筹时辅餐以弱饰爆破疼。彩②推弧形袄导坑绘沿开船挖轮稼廓线克环向啦开挖对，预禽留核澡心土纺，开盖挖后身及时嚼支护旅。牧③雪其他叙分步蜓平行依开挖热，平盲行施蛮做初购期支无护，孕各分躁部初篮期支沈护衔丈接紧虑密，原及时绣封闭柄成环弯。姐④曾仰拱暮紧跟调下台烂阶，拌及时章闭合究构成粥稳固进的支巾护体猜系。胜⑤躁施工责过程谦通过订监控蜡量测桃，掌浩握围劲岩和沈支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