隧洞含水疏松砂岩段的处理方法

宋海萍（甘肃省引洮工程建设管理局，甘肃兰州730030）

隧洞含水疏松砂岩段的处理方法

宋海萍
（甘肃省引洮工程建设管理局，甘肃兰州730030）

在进行隧道施工的过程中，经常会遇到各种各样的地层，地质非常恶劣的底层对于隧洞的施工有着非常不利的影响，这就需要采取适合的措施对其进行有效的处理，进而保证隧洞施工能够顺利进行。在我国的西北地区进行隧洞施工，常常会遇见含水疏松砂岩段，在这种地质的情况下进行隧洞施工是非常困难的，这就应该采取有效的措施对含水疏松砂岩段进行处理。本篇文章以甘肃省引洮工程7#隧洞的施工为例子，对隧洞含水疏松砂岩段的处理方法进行具体的分析和研究，进而为我国隧洞在含水疏松砂岩段进行施工时提供重要的参考资料。

隧洞；含水疏松砂岩段；处理方法

甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞全长17 286米，位于甘肃省渭源县内。在对其进行施工的过程中，因为遇到含水疏松砂岩地层，导致工程出现停滞。含水疏松砂岩的地质具有围岩岩性非常软，结构比较疏松，而且遇到水还会崩裂，成洞条件非常差，其属于非常不稳定的V类围岩。在进行隧洞开挖后，其不能够保持稳定，特别是在饱和时，如果振动过大，就会是围岩发生坍塌现象。因此，就一定要对底层采取良好的支护措施，对其进行高效的加固。下文针对隧洞含水疏松砂岩段采用冻结法处理方法进行分析和研究，并加以阐述。

一、冻结法中钻孔施工时需要注意事项

冻结法是隧洞含水疏松砂岩段的主要处理方法，在进行冻结钻孔施工的过程中应该主要的事项如下。

在进行钻孔的时候，要求其深度一定要穿过隧洞的底板，最后的孔为280米深。因此，在钻孔施工的时候，必定会穿过含水疏松砂岩段。含水疏松砂岩段的地层对于钻孔有着非常不利的影响，在对钻机和钻塔的选取时一定要注意，应选用提升性能好，钻速快，扭矩非常大，速比宽的钻机，钻塔应该选取承载力大，进而承载钻具产生的负荷量，而且还应该具有非常大的高度，这样就能够促进冻结管的下降时间有所缩短，承载力应大于30吨，高度应保持在20米以上，因为一根冻结管的长度为20米，这样一来就能够预防在钻孔的过程中出现卡钻的现象。如果钻孔时出现卡钻现象的话，就会导致不能够继续进行钻孔施工，之后在钻孔内部进行注浆，一直到内部基本稳定才能够继续进行钻孔施工。

使用冻结法对隧洞进行施工，在进行钻孔的时候，必须要提高孔斜的监测，进而确保钻孔的垂直深度以及孔间距符合施工标准。

测斜方法：引用陀螺仪进行测斜。测斜段之间的距离通常为20～30米之间。如果钻孔在纠偏以后或者处于同于出现倾斜的地层中以及偏斜已经接近极限值的时候，应该将测斜段的距离进行减小，进而使测斜的密度更高。在进行施工的时候，一定要对相关的设施设备进行定期的检查和核验工作，确保设施设备的精准度以及测斜数据的科学可靠性。在最后的孔钻孔完毕之后，一定要对所有的孔进行有效的测量，之后按照测量的数据对钻孔偏斜图进行绘制，进而确定下一个施工环节的进行。

纠偏工作：针对比较深的冻结孔而言，尽管已经提高了防骗工作的质量和手段，但是还应该进一步对其进行纠偏工作。如果不这么做的话，就很难确保隧洞工程的施工质量以及隧洞工程的施工进度。在对钻孔进行测斜工作时，如果发现哪个孔已经到了倾斜的临界值，就必须对其进行良好的纠偏工作。在通常情况下，应用比较广泛的纠偏方式有垫钻塔纠偏和螺杆钻具纠偏两种。如果孔的深度小于100米的时候，采用垫钻塔进行纠偏，大于100米的时候，采用螺杆钻具进行纠偏。

二、普通钻爆法掘进施工时注意事项

在将岩壁完全冻结以后，应对其进行钻爆法进行掘进施工。因为隧洞的周围都设置有冻结管，进而保证岩壁被完全冻结。因此，在对炮眼进行布置的过程中，应秉承多钻眼，少放药的基本原则。如图一中所示。

凿岩机械的选择，由于此段隧洞岩性属于疏松砂岩，普通风动凿岩机无法钻孔，因凿岩机工作原理为利用棘轮的旋转冲击岩石，通过冲击活塞的上下运动排出的气体进入钎杆中心孔内，将冲击岩石的粉末吹出孔外。由于凿岩机钎头在高速旋转和冲击时，会产生热量将岩体融化为黄泥，岩石粉末排不出来，所以无法钻孔。根据此实际地质情况可选用风动手持式钻机进行钻孔。因为此钻机适用于软岩及煤层钻进，它的工作原理主要是通过旋转，同时它排除岩粉的方式是通过螺旋钎杆将其带出孔外。所以可选择大功率风动手持钻机进行钻孔。

三、支护结构的质量保证

本段支护的结构形式为两次衬砌联合受力。一次衬砌为400毫米厚C30现浇混凝土支护，二次衬砌为预制C45钢筋混凝土拼装管片，现主要针对一次衬砌进行阐述。此段岩壁温度为-20℃左右。所以在施工“一衬”结构时一定要选择经过质检部门检测合格后的建筑材料。由于岩壁温度过低可在岩壁内侧铺设一层50毫米厚度木板作为隔温层，混凝土入模温度需保证在20℃左右，并严格控制水灰比，控制好混凝土塌落度，如塌落度变化较大，应及时找出原因并立即进行调整。在混凝土浇筑过程中应按比例加入“防冻早强剂”。

在进行隧洞施工中，针对含水疏松砂岩段土质情况采取水平冻结的方法能够保证施工的继续进行，而且上文中的工程案例就是通过冻结法进行的施工，将含水疏松砂岩的地质问题进行有效的处理和解决，这样一来，不仅能够使隧洞工程能够顺利进行施工，还能够提高施工单位的工作效率，降低工程建设成本，加快施工进度，因此，冻结法对于隧洞在含水疏松砂岩段地层中的施工有着非常重要的意义和作用。冻结法具有科学合理性，而且施工的过程也非常安全可靠，因此，其可以在今后的隧洞工程施工过程中遇到含水疏松砂岩段地层中广泛的使用，进而提高隧洞工程的整体质量。

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（编辑：魏翔）

收稿日期：2016-04-21

作者简介：宋海萍（1982-），女，甘肃白银人，工程师，主要从事招标核算工作。

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