隧道穿越富水砂土复合地层的施工处理技术

程子洪

摘 要：随着科技的进步，我国的建设已经进入了一个全面化的状态。许多原本难以建设的地区，在科技的作用下，也开始了建设的路程。其中最为主要的就是隧道的建设，原本我国的隧道大多只是城市隧道，因为城市隧道更好建设。但是现在为了方便人们的出行和运输，就进行了全面的隧道建设。其中，较为困难的隧道建设类型就是一些复合地层的隧道建设。而本次我们所要探究的富水砂土底层就是一个复合地层。本文就针对当前的复合地层隧道施工技术进行探究，来得出如何更好的建设穿越复杂地层的隧道。

关键词： 松散砂砾石；隧洞；复合地层；综合施工

中图分类号：U455 文献标志码：A

0 引言

我国是一个国土面积广阔的国家，因此我国民族众多，环境多样。各种复合型底层更是层出不穷。在这种情况，我国想要进行隧道施工就需要极为丰富的施工技术才能保证施工的可行性。这在过去的几十年中是无法想象的，施工技术达不到就无法进行施工。而随着科技的进步，我国的隧道施工技术已经非常的完善了。但是砂砾和富水地层一直都是难以处理的隧道施工地层种类，而当二者结合在一起，更是会对施工造成巨大的阻碍。这就需要施工团队做好应对方案，提出相应的施工处理技术。接下来我们就以一个实际的案例进行分析。

1 工程概况

干庆隧道是一个典型的富水砂土地层隧道。干庆隧道是大西铁路客运专线工程长大隧道之一，设计为单洞双线隧道，全长6693m，最大开挖断面达187.08m2，隧道大面积穿越富水砂土复合地层，极易出现由涌水涌泥砂引起的塌方或隧道支护大变形，并且如此超大断面、特长段落富水砂土复合地层隧道在相关工程中尚属首例。尤其是1号斜井与2号斜井两作业面之间长达330m的Ⅵ级围岩，施工过程中多次呈现突水涌砂及涌泥險象，初期支护沉降收敛控制难度大，施工进度受到严重制约。

富水砂土层，这种地质的特色比较明显，首先是水含量比较多，但是并不是地下水，而是水元素，也就是我们常说的潮湿状态。然后其主要的材质为砂土，其主要的构成就是砂砾。这些砂砾是一种碳化物的形状，因此其自身非常的坚硬而且光滑。这就让这一层成岩作用变得非常差，不具备一定的强度。可以说，这种复合地形下，想要进行施工，其困难程度是非常大的。而困扰着施工的主要问题就是土层的承载力非常的差，一旦进行开挖，就算在支护工程的掩护下，依旧会产生坍塌、超挖的情况。这样就会对施工团队形成巨大的安全隐患。而且开挖后还存在着成洞困难的现象，这个现象会让隧道无法成型，之前的工作几乎形同于浪费。

2 隧洞开挖支护

在这次工程中，最为重要的部分就是开挖支护，因为支护承载着隧道安全的重要责任。这样的土层结构中，如果不能做好支护工作，工程出现问题事小，出现安全问题事大。所以做好支护工作就需要从以下几个方面入手：

2.1 作业线施工技术

在进行隧道施工的时候，一般采用的是多条作业线并行的技术。这样能够保证施工的顺利进行。一般来说，多条作业线包括了中墙的建立，中导洞，左右洞4个第一次铸模作业，和衬砌这个第二次铸模作业。除了两次作业之间要考虑先后性，还需要考虑到第一次铸模中各个部分的先后性。虽然这几条作业线被称为并行作业线，但是还是有着前后顺序的。只是因为其组合为一个统一的部分，才被成为并行。如果施工团队只理解字面意义，同时进行几个部分，那么就会造成严重的安全隐患。尤其是在第一次铸模后，围岩还不够稳固的时候，直接进行第二次作业的话，就会引发巨大的灾难。

2.2 隧道内通风和防尘控制技术

一般来说，隧道的修建都需要进行爆破。如果爆破后直接进行作业，就会对施工人员造成极大的身体伤害。因此就需要施工队采用一定的方法，来降低爆破所产生的烟尘。其中有效的方式就是洒水操作。通过水来中和空气中的烟尘，这样能够保证施工快速进行。而不需要等待烟尘自然散尽。同时，因为爆破只是炸出一个缺口便进行开挖，其内部的空气稀薄，就需要使用器械进行供气，否则会导致人员的呼吸困难。

2.3 施工排水控制方法

一般来说，对隧道影响最大的元素就是水。因此在建设隧道的时候需要考虑如何进行防水和排水的处理。这种处理中，施工部门一般采用多种方式结合。将防水、堵水、排水几个项目整合成一个统一的水系统。这个水系统能够全方面地针对隧道中出现的水进行处理。尤其是雨水和地下水。这两种水对于隧道的杀伤最大。如果隧道的防水措施不够好，很容易在隧道的顶部发生渗漏，导致顶层结构内部积水，造成隧道顶部的坍塌。而地下水的排除则需要依靠排水沟。如果排水沟设置的不好，就会导致地下积水，在冬季的时候，一旦发生冻结，就会对路面造成巨大的杀伤，让路面出现断裂或者破损的情况。

3 全站仪免棱镜围岩监控量测

隧洞上台阶开挖时，采用钢尺收敛仪测量各点间距的变化，计算其相对变形差值作为施工及设计变更的依据。隧洞中、下台阶开挖后，如再用钢尺收敛仪进行隧洞的监控量测，登高作业多、工作时间受限、施工干扰大。为确保施工安全、保证施工进度，采用了全站仪围岩收敛监测方法。隧洞初期支护后收敛监测确定为每50m左右为一监测断面。每个监测断面布设5个监测点（5点6线）。

围岩收敛监测主要内容是量测各点间的相对距离，为了便于观测，把观测仪器置于收敛量测断面前后3m范围内按要求把仪器整平，不用设站、不用后视就可以用免棱镜直接按其顺序分别观测各个收敛布置点，进行收敛量测的数据采集。然后把采集的收敛量测数据换算成各点间的相对距离就可以进行围岩收敛情况分析。

4 洞内自动排水技术

砼喷护前，在泥岩与砂卵砾石交接面地下水集中的部位安装透水盲管，盲管用无纺土工布包扎，防止被喷射砼包裹夹心。盲管用？准10cm橡胶管将岩层孔隙水导出洞外或临时排水沟。洞内抽水分为两块，第一为洞内水汇集，集水坑（每200m设置一处）汇集过滤到抽水坑，然后由抽水坑汇集到移动水箱，第二为洞外排水，即从移动水箱向洞外排放，其中移动水箱一般情况下距离掌子面200m左右。简易自动抽水装置设置在抽水坑及移动水箱之中，其自动抽水原理相同，利用开关及浮球进行控制，当水位低于浮球标高时，抽水开关由于浮球重力作用自动断开，停止抽水，当水位超过浮球标高时，浮球由于水的浮力漂浮于水平面上，抽水开关由于没有了浮球重力自动合拢，开始抽水。

5 二次衬砌先施作边顶拱技术

经过实践，隧洞衬砌先浇筑边顶拱技术是可行的，边顶拱砼施工完毕后，集中由内往洞口方向施做仰拱砼，由于隧洞主洞中间设有一条施工支洞，这样就便于4个工作面同时展开仰拱砼施工，解决了衬砌施工与隧洞开挖相互干扰的问题，加快了施工进度。

结语

在富水砂土符合底层中进行隧道施工，对我国的隧道施工团队而言是一项巨大的挑战。这些挑战在当前来看，都在技术的帮助下完成了，只是这样的复合地层中进行施工必须要慎重，一旦出现问题，就是对人们生命财产安全造成巨大威胁的大问题。因此，我国隧道施工团队应该做的任务依旧是大力地发展当前的施工技术，只有技术够强才能保证施工的顺利完成。

参考文献

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