长大公路山岭隧道断层破碎带赶水施工方法探讨

2019-04-17 02:30王新忠
四川水泥 2019年2期
关键词:掌子面拱顶浆液

王新忠

(中铁十六局集团第四工程有限公司, 北京 100018)

1 工程概况

大中山隧道按左、右线分离式设计,为特长隧道,位于云南省普洱市镇沅县境内。左线隧道进口桩号ZK88+246,出口桩号ZK93+883,长5637米。隧道区海拔高程1198~1939米之间,相对高差741米,属中高山地貌。

项目区位于云南山子型构造前弧和青、藏、滇、缅“歹”字型构造中段的复合部位,经历了多次构造运动,构造行迹极为复杂。与该隧道相关的区域构造主要为者干河褶断带中的大文庄断裂(区域编号F5)、当坑断裂(区域编号F6)。

2 大中山隧道左幅ZK91+874塌方、涌水以及水文、地质状况

2.1 .事故的发生及现状

大中山隧道正在进行爆破后的出渣作业,发现掌子面K91+874拱顶左侧出现渗水,并出现掉块现象,施工人员及机械设备进行了撤离。塌方仍继续,塌腔被大石块挡住,暂时稳定,在掌子面前方形成约100 立方的锥形塌方体。施工单位按照业主会议要求,进行打孔、注浆作业,但浆液从其他孔洞流出,损失量较大,注浆堵水、加固效果不理想,几日后左侧空腔处,出水量增大,后方3~5米范围初支淋雨状出水,出水量较大,现场渣体为微风化泥质砂岩夹泥岩,掌子面后方初支稳定,未发现开裂现象,施工单位对掌子面进行喷射混凝土封闭,停止施工。

2.2 .大中山隧道左幅ZK91+874地质状况

设计文件揭示,F6当坑逆断层与隧道线路在该里程附近大角度相交,该断裂为者干河褶断带中的一条次级断裂,走向北西-南东,倾向北东,倾角70°,为高角度逆断层,断层上、下两盘岩性均以侏罗系上统(J3)中~微风化泥质砂岩为主。物探揭示的断层破碎带宽度约为110m,受断层历史活动影响,破碎带岩体破碎,成为地下水良好的运移通道。

3 处理方案设计

为了保证施工的安全、环保、有效的进行,本着“以堵为主,加固为先,赶水引排,限量排放”的处理原则,形成如下处理方案。

第一步:掌子面清理,创建施工平台

对暂时稳定的渣体进行修整,按照三台阶环形开挖方法,对掌子面进行挂网、喷浆、找平,在每个台阶做好工作面,为打孔及注浆打造施工平台。

第二步:建立排水通道

在拱顶、拱顶左侧补打两个Φ76的排水探孔,高于拱顶2米,安设DN75HDPE单臂波纹,角度尽量斜向左前上方,目的就是找水、排水。

第三步:初支径向注浆、赶水

对掌子面后方3~5米淋雨状出水段落,进行径向小导管注浆。

(1)注浆设备应为液压双液注浆泵,工作压力5~7Mpa,工作能力为4m/h。

(2)注浆材料:径向注浆作为工程结构的一部分,他能起到加固堵水的作用,因此我们选择高强、高耐久,低收缩、无污染的超细水泥单液浆水泥浆。

(3)注浆方式:采用全孔一次性注浆方式施工。

(4)注浆顺序:两台注浆泵对称同时从下往上按两序孔进行,即先跳孔跳排注单序孔,然后注剩余的二序孔。

(5)注浆管材可采用Φ42小导管,裂隙发育段落也可采用TSS管,防止串浆,提高径向注浆加固质量。

(6)注浆效果检查:渗水量达到设计规定的允许渗流量标准,且排水探孔水量加大,且有水泥浆流出,关闭排水探孔止浆阀,浆液凝固后,及时凿通排水探孔,继续排水。

第四步:断层、破碎带预注浆

对掌子面前方30m进行全断面深孔预注浆

(1)注浆孔布置:由掌子面向开挖方向呈伞状辐射状,钻孔布置成数圈,内外圈按梅花形排列,并采用长短孔结合,以达到注浆充分、不留死角的目的,浆液扩散半径2米,孔底间距不大于3米,开孔直径Φ115,终孔直径为Φ75。

(2)注浆材料为注浆材料为水泥、水玻璃双液浆,其配比参数为C:S=1:(0.6~1.0),水泥浆水灰比为0.8:1~1:1,水玻璃模数为2.6~2.8,水玻璃浓度35Be。

(3)当围岩破碎,裂隙发育时宜采用前进式注浆,当围岩裂隙不够发育,岩层较好时宜采用后退式注浆。钻孔和注浆顺序为从拱部开始由外圈向内圈,同一圈孔间隔施工。若钻孔时无法成孔,则应钢花管跟进成孔、注浆。

(4)设计注浆压力(终压值)为注浆处静水压力的 2~3倍,若没有测静水压力,则预估注浆压力值为0.5~1 Mpa,终压3~5 Mpa。

(5)注浆前在止浆岩盘内埋设Φ127无缝钢管作孔口管,孔口管长3米,孔口外露0.2~0.3米。

(6)单孔结束标准:

1)注浆压力逐步升高至设计终压并继续注浆10min以上;

2)注浆结束时的进浆量小于20L/min;

(7)全段结束标准:

1)所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注现象;

2)检查孔涌水量小于0.2L/ min▪m,且某一处的漏水量不大于10L/min;

3)检查孔钻取岩芯,浆液充填饱满。

第五步:掌子面掘进及防排水处理

(1)对支护参数及衬砌类型进行优化,采用三台阶环形开挖工法施工。

(2)对初支的渗漏点用CS胶泥封堵,将排水探孔与环向排水管相连,起到排水、限压的目的。

4 结语

大中山隧道按照此方案以处理水为主线,加固围岩为原则,通过多种注浆方式对断层、破碎带的水进行驱赶、集中引排的方式,大大降低了衬砌背后水压力,加固了围岩,成功度过断层、破碎带,总结经验,在降低施工风险,避免人员、财产损失等方面具有积极的意义。

猜你喜欢
掌子面拱顶浆液
继承“传统”中蕴藏的“智慧”(六)
中核集团:全球最大LNG储罐拱顶模块吊装成功
隧道掌子面超前锚杆连续交替式布设方案研究*
胰腺实性浆液性囊腺瘤1例
脱硫系统用浆液循环泵汽蚀分析
方斗山隧道拱顶FLAC沉降模拟及修正
浅谈辊道窑拱顶开裂或塌陷原因分析
斜井掌子面形状与倾角对隧道开挖面稳定性影响
盾构法单液同步注浆浆液的对比分析
构造破碎带隧道掌子面稳定性及加固效果分析