厦门翔安海底隧道F1风化深槽注浆加固技术

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1、公路隧道2011年第4期(总第76期)厦门翔安海底隧道F1风化深槽注浆加固技术郭小红王梦恕(1北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心北京100044；2中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056)摘要本文以厦门翔安海底隧道涌水量最大、施工难度最大的海域段F1风化槽为研究对象，根据其围岩地质条件和突涌水特点，采用全断面注浆加固和堵水，注浆加固范围为掌子面内及隧道开挖轮廓线外5m，隧道纵向加固长度为23m，注浆材料以超细水泥单液浆为主的注浆加固方案。施工期现场监控量测与数值计算结果表明：F1风化

2、深槽围岩注浆加固效果均较为理想，未发生涌水突泥，达到了设计的技术要求。本项研究成果为今后开展类似工程的注浆加固提供技术借鉴。关键词海底隧道注浆加固稳定性数值仿真修建海底隧道是一项风险很高的工程，其主要件和突涌水特点，制定了缜密细致的注浆加固方案，问题是隧道坍塌和涌水突泥。国内外在海底或者高并对其进行了注浆效果的检验和评价。水压、富水地层修建隧道发生涌水、突泥的案例很1工程概况多，涌水和突泥往往会造成隧道坍塌、变形、侵限，甚至导致人员和设备被埋，地表沉陷，建筑物倒塌，地厦门海底隧道主洞F1风化槽起始里程为Z

3、K8下水疏干，危及施工、运营和环境安全，带来严重的+270，覆盖层36．9m，最大水深30m，设计拱顶最大工程灾难。对于海底隧道而言，由于海水非常丰富，静水压力0．68MPa，设计纵向长度为70m。一旦涌出，很难控制，因此其带来的危害和损失也很1．1工程地质条件大。Fl风化槽岩性以W4和W3全、强风化花岗岩厦门海底隧道是我国修建的第一条海底隧道，为主，夹强风化二长岩岩脉：强风化花岗闪长岩以褐海底隧道陆域全强风化岩地段和海底风化深槽地段黄色为主，杂少量白斑，岩石风化严重，呈硬塑砂质岩体风化严重，软弱破碎、节

4、理和裂隙发育，强度低，粘性土状，并含有中粗砂和粉细砂；强风化二长岩脉含水量大，无自稳能力或自稳定能力差，开挖时容易因高岭土矿物含量较高，具有弱膨胀潜势，含少量风发生涌水突泥和坍塌，因此注浆加固和堵水是保证化残块，地勘报告提供的全强风化花岗岩力学参数施工安全和质量的重要手段，也是工程成败的关键。如表1。从表中可以看出，全强风化花岗岩力学参本文以厦门海底隧道涌水量最大且施工难度最大的数较低，隧道一旦开挖，围岩稳定性很差。海域段F1风化槽为研究对象，根据其围岩地质条表1F1风化槽岩土物理、力学指标容许承载力压缩

5、动弹静弹计算摩工程重度7地层代号岩土名称[鳓]模量Es模量Ed模量E擦角中特性kPaM_PakN／m3GPaGPaW4全风化带中等压缩性，承载力较高2209．O180．7O．125。W3强风化带中等压缩性，承载力较高30010．0192．41．030。1．2水文地质条件及F1风化槽突涌水特点给，全、强风化地层渗透系数较大，如表2。F1风化深槽海域地下水总体上富水性弱，渗透表2F1风化槽渗透系数参数表性较差，为弱或微含水层，但全、强风化岩接触面处，工程位置岩性渗透系数建议值×10cm／s节理裂隙发育，地层的

6、透水性很大，地下水和海水的海域F1全风化岩层17．1连通性极强；该段地下水主要受海水的垂直入渗补风化槽强风化岩层21．4·46·郭小红，等厦门翔安海底隧道F1风化深槽注浆加固技术相比较而言，海域段在F1风化槽位置的涌水2．1注浆方案量较其他位置的涌水量值要高出很多，F1风化槽对于海底隧道而言，不同的地质条件和设计要最大水压力为0．3～0．5MPa，单孔最大涌水量为求应选择不同的注浆方案，影响注浆方案选择的因50m。／h。又由于强风化基岩切过隧道，隧道围岩十素也很多，主要有地质条件、隧道埋深、设计要求，施分

7、复杂，危险性相对最大的阶段。因此，如果设计施工方法、机械设备等，其中地质条件对注浆堵水方案工过程中不采取相应积极有效的措施，极有可能发影响最大。在地质条件方面主要考虑开挖面稳定情生突水事故，给工程带来难以估量的损失。况、水压力、涌水量、泥砂含量等。根据国内外海底隧道修建的工程经验和相关试验成果，不同地质岩2注浆堵水方案设计层注浆方案的选择如表3。表3注浆方案选择适用条件注浆方案地层情况探孔最大出水量m。／h水压力MPa水中泥沙含量kg／m3全断面超前预注浆整个断面无法自稳≥2O≥0．3≥100周边帷幕注浆

8、周边土体无法自稳≥1O≥0．2≥1O小导管／大管棚注浆周边土体自稳能力差≥5≥O．1≥1局部和补充注浆‘局部稳定性差或水量大>1>O．05≥O．1径向注浆初期支护后变形大或出水量不满足设计要求根据主洞F1风化槽的地质条件和突涌水特了具体的指标。点，设计采用全断面注浆加固和堵水，注浆加固范围表4注浆参数表为掌子面内及隧道开挖轮廓线外5m，隧道纵向加固序号参数名称参数值长度为23m(含止浆岩盘)。共钻孔195个，检查孔1纵向注浆加