富水砂层段现场防溜坍技术分析

张云聪

（中铁二局第四工程有限公司，四川 成都 610300）

富水砂层段现场防溜坍技术分析

张云聪

（中铁二局第四工程有限公司，四川 成都 610300）

文章以上庄隧道2#、3#斜井为例，主要阐述黄土隧道富水砂层地段现场防溜坍的应用，包括施工概况、地质情况、施工工法的选择、安全步距的控制等要点。

黄土隧道；四台阶；施工法；安全；步距；支护

1 工程概况

宝兰客运专线上庄隧道工程概况，隧道起讫里程DK979+361～DK983+425，全长4064m。砂层分布情况：在DK981+433～DK982+080段砂层分布密集，分别在拱顶、拱腰、拱脚位置，每层砂层厚度在1～4m之间，每个口出水总量约65m³/d，黄土遇水后迅速崩解，围岩稳定性差。

2 施工过程中出现的不良地质现象

①拱部溜塌，如图1所示：在DK982+080～035段拱顶外6m为中细砂，浅黄色，密实，潮湿～饱和，并含有大量渗水，砂层底部位置还有股状水，在每次开挖过程中溜坍严重；②边墙溜塌，如图2所示：边墙大部分为黏质黄土夹多层砂（局部夹细圆砾，砂层总厚约1.8m），硬塑性；③拱脚溜塌，如图3所示：（墙脚以下约1m）为中细砂夹黏质黄土薄层（砂层总厚约2.8m），密实，潮湿～饱和。

图1 拱部溜塌

图2 边墙溜坍

图3 拱脚溜塌

3 施工工法

原设计施工采用三台阶施工，因该段围岩分布较复杂，台阶过高，容易出现溜坍情况。为了减少砂层溜坍过多，初支尽早封闭，每个台阶的拱脚落到硬层上，减少暴露时间。现场根据围岩实际情况进行台阶高度调整，调整为四台阶临时横撑，如图4所示，预留台阶时候，一、二台阶必须保证机械操作空间，一般保证在6m高度，一台阶高度3.5m，二台阶高度2.5m，三、四台阶的高度根据现场砂层高度控制。

图4 四台阶临时横撑

4 支护措施

4.1 拱部超前小导管加密

在该段范围内，拱部砂层较多，分布不一致，并含有渗水，如图5所示。为了防止拱部砂层大量的溜坍，超前小导管加密，在拱架上钻孔，孔间距15cm/个，超前小导管3.5m/根，每2.4m一环，搭接长度1.1m（砂层密集段需每个循环都打超前小导管），砂层地段，沉降量

较大，为防止小导管侵陷，超前小导管外插角适当加大，控制在15～20°。

图5 拱部超前小导管加密

4.2 短进尺

为保证施工安全，隧道开挖进尺一次不宜过大，包括台阶、边墙、仰拱等，具体要求见表1。

表1 隧道各部位每循环进尺数

另外，安全步距作为一个“红线”问题，必须单独指出，黄土隧道一般为IV、V级围岩，安全步距必须满足的要求见表2。当隧道安全步距不满足要求时，必须加快仰拱及二衬的施工，放缓掌子面的掘进

表2 安全步距控制表

4.3 边墙超前小导管

边墙超前小导管采用φ42的无缝钢管制作，全环布置，环向间距15cm/根，长度3.5m/根，2.4m/环，防止背后砂层大量溜坍；上部基本为砂层，在一、二台阶拱架间拱脚处打设密排抬管，抬住背后砂层，防止初支背后掉空，掉落严重的在初支完成后采取注浆加固，如图6所示。

4.4 拱架间的连接

按照原设计要求采用φ22螺纹钢连接，环向间距1m/道，背后挂设φ8钢筋网片。另外加设采用I18工字钢连接，在拱架每个连接处加设一道，焊接必须牢固，如图7所示。

4.5 打设锁脚锚管及边墙砂浆锚杆

边墙砂浆锚杆才用φ22螺纹钢打设，单根长度3.5m，按1×1.2m（纵×环）梅花型布置；锁脚锚管单根长度4m/根，打设角度向下45°。每个拱脚处设置4根，打在连接工字钢下方，起到抬住作用，每根锁脚采用φ22的“L”钢筋焊接，焊接必须牢固、饱满。

图6 边墙超前小导管

图7 工字钢链接

4.6 其他措施

①拱部砂层掉落严重的，采用贴板施工，贴板下采用I16工字钢做支撑，加固必须牢固。施工过程中掉落严重的，提前做好喷浆准备，拱架立好后及时喷浆进行封闭；②有溜坍严重的地方，采取预注浆法，上台阶每开挖到5m左右，采取预注浆方法施工，注浆小导管6m长，间距1.5m，梅花型布置，浆液采用双液浆，注浆压力控制在1～2MPa，注浆材料配比参数见表3；③设置临时横撑，在下台阶拱脚处设置临时横撑，把两边拱脚撑起，防止在仰拱开挖过程中拱脚位置有挤压变形情况。

表3 浆液配比参数表

5 取得效果

①在各项措施做到位后，溜坍现象较小，初支变形情况减少了，安全隐患的出现降到了最少；②安全隐患减少了，同时施工速度加快了，每个月都完成了项目部下达的施工任务，提前完成了隧道的施工生产任务；③现场每个月的施工进度加快，安全质量达标，现场文明施工规范，得到了甘青公司、定西指挥部等上级领导的一致好评。

6 经验总结

①在施工过程中加强跟作业人员沟通，出现情况及时向领导汇报，使问题能及时处理；②加强对现场的安全质量管理，严格按照设计要求施工，不得野蛮施工；③四台阶临时横撑施工法，控制台阶的高度，上台阶必须要满足机械施工的空间，中下台阶根据现场围岩情况而改变；④每项支护参数必须严格按要求施做，特别是超前小导管的长度、间距、夹角的控制，还有锁脚的焊接，工字钢之间的连接必须焊好；⑤砂层段含有大量的渗水、富水，有时候会出现溜坍，在开挖时的预留沉降量必须加大（比设计量大30～50cm之间）。富水段水量大的地方不允许堵塞，尽量将水排出，在初支施工时候预埋φ100～φ160PVC管，如背后有空洞的还可以将就管子进行喷浆填充或者注浆填充。

TU74

A

2096-2789（2016）11-0079-03