越江隧道竖井淹井处理技术

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1、越江隧道竖井淹井处理技术摘要：某穿江隧道竖井由于开挖施工方法不当及地质条件复杂，发生涌水涌砂导致淹井事故，在大型竖井井架及提升系统安装完毕，吸泥、抓泥设备没有施工场地的情况下，采用地面与井内注浆成功地封堵了涌水通道，固结了涌入井筒内的松散砂，从而保证了淹井事故处理的成功。关键词：沉井涌水涌砂粉细砂分层注浆1、工程概况　　某越穿长江隧道主要是由南、北两岸竖井和中间隧道组成。其中南岸竖井深35.50m，北岸竖井深67.55m，穿越隧道长约2700m。竖井上部采用沉井法施工，下部采用矿山法施工，竖井间穿越隧道北段采用矿山法，南段采用盾构法施工。2、淹井原因分析　

2、　淹井事故发生在北岸竖井，该竖井主要穿越的地层自上而下依次为：粉质粘土，粉砂，细砂角砾，全、强风化带、中风化带及微风化带绿泥石质板岩，地下水水位高,埋深仅1.7m；沉井设计进入基岩2.0m，由于地质误差及设计自重不够，采取多种措施后仍未沉入基岩，刃脚落在距基岩0.3m的细砂夹角砾层中，即采用水下砼封底，帷幕注浆通过。注浆完成后，由于施工方法不当，开挖过程中刃脚下发生涌水、涌砂，造成淹井事故，涌砂高度15m，涌水深度16.7m，合计高度31.7m（见图1）。图1沉井淹井及地层结构示意图3、处理方案　　先在地表进行深孔注浆，填充由于涌砂造成的地层空隙封堵地下水

3、补给通道，然后进行井内抽水，在井内打设注浆花管进行注浆开挖，注浆及开挖共分三次进行，具体见施工步骤流程图：该处理方案的关键是地表深孔注浆与井内挤压固结注浆。4、注浆设计4.1注浆参数　　根据工程地质及水文地质情况，给合工程类比，确定注浆参数如表1所示：表1竖井内及地表注浆参数参数名称地表井内扩散半径（m）0.75～1.5m0.75m注浆终压（MPa）2.0Mpa1.0～1.2Mpa加固范围（m）井壁外2.0m井壁内1.5m双液浆凝胶时间（sec）45～6030～120注浆速度（l/min）30～7020～50注浆方式一次性孔口注浆一次性花孔注浆单孔注浆量（

4、m3）10(孔隙率按30%计算)1.84.2注浆孔布设　　地表及沉井内注浆孔位布置如图2～图4所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1-1截面图2地表深孔及竖井内第一循环注浆孔布置图图3竖井内第二循环注浆孔位布置剖面图图4竖井第三循环注浆孔布置图4.3注浆材料　　注浆材料采用普通水泥浆、普通水泥—水玻璃双液浆，超细水泥浆，超细水泥—水玻璃双液浆，从而达到细砂层均匀扩散固结，可控域注浆和快速施工目的。　　（1）原材料　　水泥：PO32.5R普通硅酸盐水泥，　　超细水泥：粒径20μm、标号32.5R，　　水玻璃：模数2.4～3.0，浓度42Be′，　　

5、（2）浆液配比　　普通水泥浆：水灰比1:1；　　超细水泥单液浆：水灰比2:1～1.5:1；　　水泥—水玻璃双液浆：水泥浆水灰比1:1，水玻璃浓度30～35Be′，水泥—水玻璃浆液体积比1:1～1:0.3。　　超细水泥—水玻璃双液浆：超细水泥浆水灰比2:1，水玻璃浓度30～35Be′，水泥—水玻璃浆液体积比1:1～1:0.5。5、注浆施工5.1注浆施工工艺流程　　注浆施工工艺流程如图5所示图5注浆施工工艺流程图5.2施工准备（1）注浆站布置：井内因场地狭小，将注浆泵、搅拌机等设备布置在地面，大部分注浆人员在地面操作，以减少井下钻孔和注浆相互干扰，提高工作效率

6、。（2）封闭工作面：砂层表面用C20砼封闭30cm，并对工作面上的裂隙进行封堵，以免浆液从裂隙泄漏。（3）根据预计的注浆量，检查注浆材料数量能否满足连续注浆要求，如不能保证连续注浆要求，则要等补足数量后才能注浆。5.3注浆钻孔及注浆管安设（1）注浆管加工如图6所示：图6注浆花管加工示意图（2）地表注浆管安装竖井地表注浆钻孔属于深孔注浆，须采用轻型地质钻机钻孔，垂直向下钻孔，开孔直径φ55。然后在注浆管末段用棉纱缠成纺锤形，用钻机将注浆管旋转顶入注浆孔中，边顶入边焊接至设计深度，然后用速凝水泥砂浆抹平孔口。（3）井内注浆管安装注浆管末段用棉纱缠成纺锤形，用风

7、镐或重力撞击将注浆花管顶入注浆孔中，然后用速凝水泥砂浆抹平孔口。（4）安装止浆阀在止浆阀是通过同直径的球阀跟注浆管连接或加工变径接头跟球阀、注浆管相连接。5.4压水试验注浆管安设完毕后，要对钻孔进行压水检查，压水试验压力一般为设计注浆压力的1.2倍。以检查各注浆机具的密封性和完好性，判断空隙率，调整注浆参数。5.5注浆（1）地表注浆先注涌水侧，以单液水泥浆为主，双液浆为辅；井内沿直径方向两个孔同时钻孔注浆，以双液浆为主。作好注浆记录，将每个孔的注浆时间、注浆压力、注浆量详细记录下来。（2）注浆压力的控制时刻观察注浆压力的变化，当压力达到设计值并延时10mi

8、n后，关闭进浆阀开泄浆阀减压，结束注浆。（3）注浆泵流量的控制注浆