断层溶蚀带突水涌泥治理施工技术

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1、断层溶蚀带突水涌泥治理施工技术中铁十四局集团第二工程有限公司内容提要在湖北沪蓉西高速公路龙潭隧道左洞突水涌泥的治理过程中，采用双层超前小导管、高压劈裂注浆、负压排水、三台阶六步开挖施工，主要介绍了高压劈裂注浆、负压排水、三台阶六步开挖的施工工艺。关键词断层溶蚀带突水涌泥治理施工技术111突水涌泥的基本情况龙潭隧道左线出口端截止到2007年2月24日，突水坍塌处理掌子面一台阶施工至ZK72+177.8，二台阶施工至ZK72+185。该段隧道洞身处于奥陶系下统南津关组强岩溶地层，掌子面附近围岩的下半断

2、面及上半断面左侧为泥夹孤石状洞穴充填堆积体结构，夹泥呈可塑状，孤石直径10～30cm；上半断面右侧为颗粒状碳质页岩充填物；2月24日3点30分掌子面右侧拱有多处混水股状流出，随后掌子面垮塌，发生突水涌泥，泥石流由掌子面向下涌出，瞬间突水涌泥量最高约0.34m3/S，间歇性涌泥，涌至ZK72+220里程，涌出近42m，至2月26日突泥体沉淀堆积将ZK72+177.8~179.3段断面拱部封死，突泥没有继续发展。泥石流呈流体状，由碳质页岩泥浆及石块组成，泥石流总量约1200m3。由于掌子面的涌泥引起Z

3、K72+177.8~205段坍体的扰动，增大了该段支护的压力，致使支护个别部位变形环向开裂、剥落。11112该段的水文地质情况11该地段地表为芦子坪NE向冲沟，掌子面前方170m为ZK3钻孔，接近SN向次级隐伏小背斜轴部，为物探预测岩溶发育地区，ZK3钻孔也揭露到有水链状溶洞，隧道从ZK72+770处遇F2断层开始，洞身围岩大部分为洞穴堆积物及破碎灰岩，一直持续在F2断层溶蚀破碎带向东延续的南津关组顶部顺层溶洞边缘和洞穴充填物中掘进。ZK72+177.8里程上半断面右侧为颗粒状碳质页岩填充物，其他

4、部位为黄土夹破碎灰岩，根据坍塌前开挖所揭露的岩石来看，该种岩层已延续到ZK72+167，而且在ZK72+167里程上半断面全部为颗粒状碳质页岩填充物。地下水为覃春泉暗河系统的一部分，洪水期地下水位高于隧道底板100m左右，最大水压可达到65m。3突水涌泥过程中采取的处理措施3.1设置拦挡坝体，防止突泥扩大为抑制泥石流后延，我部施工人员于2月24日清晨5时开始在ZK72+220~ZK72+228里程段设置了拦挡坝体，坝体采用洞渣材料，高2m，宽8m，横向延伸到两侧边墙。坝体拦截泥石流，并把泥石流面的

5、高程逐步抬高封死突泥口，在堤坝处设置污水泵抽排泥水。同时将前方的机械、设备、人员撤离，保证人员设备的安全。3.2加固变形开裂剥落的初期支护因突泥的扰动致使原坍体失稳造成ZK72+180~205段初期支护变形开裂、剥落，为保住该段支护采取以下加固措施：(1)从ZK72+180开始在原支护面上架立工字钢拱架进行加固，工字钢采用I18工字钢，间距50cm，钢架底部铺垫枕木，钢架间焊接Φ22纵向连接筋，间距50cm，喷射C20砼包裹钢拱架使之与原支护结合成整体，加固到ZK72+205，在每榀钢架拱脚打设Φ

6、800mm的长钢管并注浆锁脚，钢管长8m，扩大注浆固结范围稳定拱脚，抑制支护变形。(2)在ZK72+180~205段初期支护每榀钢架边墙设置Φ150mm钢管做为临时横撑，支撑两端与支护拱架焊接成一体，钢管间焊接纵向Φ22交叉筋形成整体受力，加固初期支护。(3)在该段拱部120度打设Φ800mm长钢管采用负压集中排水，钢管长8m，梅花形布置，间距2m×2m，加大排水，减小水压力，加大注浆压力，改良塌体，提高塌体自稳能力。(4)安排技术及安全管理人员24小时监控该段支护，加密监控量测断面及监测频率，在

7、ZK180~300里程段每5m设置一个监控量测断面，每天两次量测各断面的拱顶下沉及净空收敛情况；对初支变形开裂处素喷砼封闭裂缝，直观观察变形发展情况。4突水涌泥处理方案114.1总体思路：前方突泥呈流体状，没有自稳能力。首先，将ZK72+177.8~185段泥石流封闭注浆固结，将ZK72+185~220段泥石流平整出施工平台，在掌子面环向打设大钢管，利用射流泵对前方流体岩层进行负压排水，然后，拱墙采用挤压劈裂注浆固结流体岩层；再次，按照三台阶施工顺序，弱爆破，短进尺（每循环进尺0.5m～0.75m

8、），强支护，分六个工作面平行稳步掘进，及时施作拱墙初期支护；最后，紧跟施作仰拱初期支护及衬砌，尽快封闭成环，完成坍塌段全部施工。11114.2施工流程框图加固ZK72+178~ZK72+205段初支设置I18型钢钢架及钢管支撑成功阻止坍塌后延小导管注浆固结流体岩层侧壁施工方案施做二次衬砌喷砼形成支撑骨架锁脚长导管注浆型钢支撑＋网喷砼开挖支护上台阶开挖支护二、三台阶页岩地段侧壁施工防护坍塌段仰供初期支护拆除ZK72+178~ZK72+205段支护防排水措施完成坍塌段施工网喷注浆固结Z