浅谈富水隧道施工技术
   来源:中国科技博览     2021年07月24日 18:37

[摘 要]结合新建高铁隧道施工,富水隧道增加了施工难度,对施工技术提出了新的挑战。本隧道采取了一系列以安全、质量为主的措施,其中包括:超前地质预报,超前钻孔,监控量测,双液注浆,仰拱填充端头预埋排水盲管等,解决了富水隧道施工难题,确保隧道保质保量完成施工。

[关键词]富水隧道 超前水平钻孔 双液浆 仰拱 止水带

中图分类号:TN911 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0036-01

一、工程概况

该隧道施工区处云贵高原南缘山中区构造剥蚀地貌,隧道岩石多为砂岩、泥岩、页岩,不间断夹有炭质页岩,炭质泥岩,破裂结构,岩质软硬不均。强风化带,节理裂隙发育,节理面较为光滑,围岩稳定性差,岩层产状紊乱。隧道涌水量约2.5×104/d。

二、富水对隧道施工的危害

富水隧道易发生初支变形开裂甚至坍塌,突水涌泥,塌方等突发灾难,增加施工难度和安全风险。隧道质量方面会出现二衬渗水,仰拱翻浆冒泥等问题。

三、施工方法

(1)要做到先预报后掘进,采用长短距离相结合的预报方式,该隧道超前地质预报主要采用TSP203+地质雷达+红外探水+超前水平钻孔。通过超前地质预报,及时发现异常情况,预报掌子面前方不良地质体的位置、产状、含水量情况及围岩结构的完整性,从而为优化施工隧道方案提供依据,为预防隧道突水、突泥等可能形成的灾害性事故及时提供信息。对于富水隧道施工,超前水平钻孔(图1)尤为重要,不仅可以钻心取样判断围岩的岩性,不良地质的里程,预防隧道突水、突泥等災害性事故,还能起到排水减压(图2)的作用。

(2)注浆

对于围岩破碎易坍塌或已经坍塌需要注浆固结时,普通水泥浆会被水稀释并带出,应采用水泥-水玻璃双液浆。

(3)安全步距

隧道开挖后应及时封闭成环,铁建部120号文规定;IV、V、VI级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m,二次衬砌距离掌子面IV级不得大于90m,V、VI级不得大于70米。仰拱,二衬距掌子面越近,初支变形,坍塌的风险就越低。预防坍塌其中仰拱开挖又是重中之重,由于富水隧道仰拱封闭不及时,隧道排水不利导致仰拱长时间被水浸泡,仰拱基底变软下沉引发掉拱,坍塌等事故。

(4)仰拱及填充的施工工艺

富水隧道仰拱接缝处的中埋橡胶止水条一旦破损失效,水就会顺着仰拱及填充施工缝冒出。为了预防施工缝处渗水可采取以下措施:

1.仰拱与仰拱填充施工缝错开设置,即仰拱端头超前填充端头50cm(图3)。

2.将填充内横向排水管安装在每条填充施工缝处,并将排水管钻孔包裹土工布使排水管变成排水盲管。首先立好填充端头模板,然后在端头模板上按照横向排水管的线形定位半圆排水管(图4),使填充1端头出现半圆凹槽,施工填充2时把包裹无纺布的排水管镶入半圆凹槽内,排水盲管就能刚好处在施工缝的中间位置。如果有水在施工缝处向上渗出,排水盲管就能将水引出。

3.止水带热熔焊接施工

纵向钢边止水带热熔焊接不仅提高止水带的防水效果,还减少了搭接,节约了成本。焊接原理:把电能转换为热能,熔化包裹止水带接头的生胶带和止水带橡胶成为一个整体,达到防水效果。止水带焊接方法:将两条待焊接的止水带接头切齐,并拉直并对正水平放置于打开的热熔焊机中。两接头之间预留3-5mm焊接接缝隙,将热熔生胶填补在预留接缝处。用8cm宽、65cm长、2mm厚的生胶带包裹止水带接缝一周,并用手压实密贴。再将包裹好的止水带放置于热熔焊接主机上夹紧,并固定好紧固螺栓。

在温控箱上调试好需要加热的温度,温度控制在195℃±10℃的范围(图5)。

五、施工总结

由于富水隧道的施工安全风险大,施工困难多,在施工过程中要短进尺、勤监测、早封闭、做好防排水、仰拱,二衬施工过程中确保排水管道畅通,避免出现安全质量事故。

作者简介

陈韵(1986-),男,助理工程师,中铁十八局集团第二工程有限公司。

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