强风化混合岩地层隧道突水突泥抢险治理技术

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1、强风化混合岩地层隧道突水突泥抢险治理技术张连生（中铁五局二公司，湖南，衡阳，412000）【摘要】木文介绍了均昌隧道出口端突泥突水抢险治理技术，采用全断面帷幕注浆方案，并在地质条件与水文地质状况、治理方案、施工工艺、注浆效果评定等几个方面作了具体介绍。【关键词】竖向支撑；帷幕注浆；宏禹一号；双浆液；P-CH曲线法1.工程概况岑溪至水汶高速公路项目均昌隧道位为分离式小净距，两洞车道中心线间距为30m,净距为17m,净空（孔一宽×高）为l-10.75×5m。左洞起止桩号为DK6+460〜DK10+725,K:4270m，右洞起止桩号为CK6+477〜CK10+765,长42

2、88m,隧道单幅长近4.3km,属于特长隧道。木隧道于2011年4月正式开工，当施工至下图所示区域时，遭遇了多次涌水突泥灾害，导致施工进度缓慢。该区域隧道埋深约90-100m,四周环山，中间相对平坦，形成微型盆地，为突水突泥提供了强有力的汇水地势。围岩为全风化花岗岩，节理、裂隙发育，岩体破碎，为突水突泥提供了导水通道。同时，隧址区属中亚热带山区季风湿润气候区，雨量充沛，降雨集中，强度高，为突水突泥提供水源补给条件。上述三因素的联合作用，导致隧道突水突泥强度高，危害大，治理难度大。2.工程特点与难点（1）水文地质条件极端复杂突水突泥区段围岩主要为全风化花岗岩，破碎程度高，节理、裂隙发育，连通性好

3、，空间分布复杂，导致导水通道探查难度大。该区段发生过多次重大突水突泥灾害，隧道围岩内可能存在充水空腔，进一步增大了灾害发生的可能性。同时，该区域雨量充沛，降雨集中，强度高，汇水面积大，强降雨过后，大量降水通过导水通道短时间内涌入隧道，极易诱发大规模突发性灾害。(2)导水通道分布广，截流封堵难度人通过前期地表探测和涌水区域水文地质分析，治理段具有区域水力联系范围广、洞内外水力联系通畅、补给路径多样化和离散化的显著特征，增大了截流封堵的难度，限制和降低了地表帷幕截流的效果。因此，只能通过洞内帷幕注浆形成冇效封闭的隔水加固圈，从近端进行注浆封堵，达到涌水截流封堵的治理效果。(3)围岩极度软弱破碎，加

4、固治理难度大受地质构造和强风化作用影响，区段内围岩极度软弱破碎，自稳能力和承载能力差。针对治理区域内涌水特点和围岩加固要求，提出有针对性的治理方案，优化注浆工艺与材料，必然面临注浆过程控制精细化、注浆工艺复杂化、注浆材料多样化等难点。1.整体治理方案设计针对0前隧道己施工的状况，采用如下治理方案：(1)“竖向支撑+拱顶周边帷幕补注浆”加固方案：对己开挖初支的围岩进行加固，减少后期掌子面处注浆对初支的影响，保证隧道开挖顺利和施工安全。(2)“超前小导管支护+全断面帷幕注浆”加固方案：以隧道全断面预注浆技术为核心，结合小导管支护技术，通过浆液的渗透、劈裂、固化来达到封堵围岩渗水涌水，加固松散围岩，

5、从而保证隧道正常掘进。体施工顺序:先实施“竖向支撑+拱顶周边帷幕注浆加固”方案，后实施“超前小导管支护+全断面帷幕注浆加固”方案。3.1“竖向支撑+拱顶周边帷幕补注浆”加固方案(1)竖向支撑加固方案根据现场测量监测，原施工的初支已出现收敛沉降变形。故考虑在钢拱架下部增设竖向支撑以增大其竖向刚度，减少拱顶围岩竖向沉降及变形，为后期围岩加固提供操作空间及施工安全隧道拱部围岩采用液压单体支柱进行支撑，其特点是：具奋较大抗偏载能力和较大稳定性；重量轻且工作行程人；支撑快捷灵活；维护费用低。支柱采用外压式液压单体支柱，支柱标准高度为2.0m/2.8m，顶部支撑在“π字梁”上，“π字梁”长度为

6、1.8m，沿隧道纵向布置，支柱底部垫设钢板。(1)拱顶周边帷幕补注浆加固方案采用深浅孔注浆方案对隧道初支至止浆墙段围岩进行加固。根据隧道三台阶开挖法，分台阶进行帷幕补注浆加固。具体加固方案如下图3-3、3-4所示。(2)施工工艺深孔浅孔布置角度为45°,深浅孔交错布置，环向布置间距2.5m,径向间距为1.5m,深孔加固圈厚度为9.0m，浅孔加固圈厚度为4.5m。注浆顺序为自拱部向边墙，先浅孔，后深孔，分三序跳跃式注浆。注浆均采用水泥-水玻璃双液浆，深孔注浆终压为3.5〜4.0MPa,浅孔注浆终压为2.0MPa。深孔成孔注浆分两段进行，第一段成孔孔深3.5m,下入Φ146mm套管

7、长3.0m,进行第一次注浆，候凝后进行复钻，复钻至13.0m，下入Φ108套管长12.5m,进行第二次注浆。浅孔采用一次成孔注浆成型，成孔孔径Φ153mm，孔深6.5m,下入Φ146mm套管长6.0m。3.2“超前小导管支护+全断面帷幕注浆”加固方案全断面帷幕注浆孔共布设A、B、C、D、E共五环孔，共布设96孔。帷幕注浆重点加固区域为起拱线以上180°范围，其它区域