全风化富水花岗岩地质隧道综合降水技术探析

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1、全风化富水花岗岩地质隧道综合降水技术探析　　【摘要】全风化富水花岗岩地质隧道施工存在以下个难题：1）隧道支护体系沉降；2）隧道掌子面不稳定；3）地下水发育。本文结合莆永高速公路泉州段大鼓山隧道施工，仅就施工中防排水及洞内外综合井点降水技术的应用做探讨。并为今后在类似工程施工提供有益的参考经验。【关键词】地表防排水井点降水中图分类号：S276文献标识码：A工程概况福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段大鼓山隧道位于安溪县感德镇尾园村，隧道总体走向呈南东-北西向曲线形展布，隧道为上下行分离的四车道分离式隧道，洞门采用1:1削竹式洞门，洞口段

2、小净距，其左右线间距约12.8m，其中左洞起止桩号ZK41+051～ZK42+546.718，总长1495.718m，右洞起止桩号K41+065～K42+550，总长1485m，净空均为（宽×高）10.25×5.0m，设计时速80km/h。7地质情况：大鼓山隧道进口段坡度较陡，约为35～40°，主要由残积砂质粘性土及全-强风化花岗岩组成，围岩呈松散结构、隋磊结构，且节理、裂隙发育，地层性质极差。隧道开挖施工时拱顶会产生松动破坏引起坍塌，侧墙以塌方为主，属不稳定结构，围岩为V级。斜坡岩体风化裂隙极发育，岩土体赋存上层滞水及基岩裂隙水，地下水呈雨滴状或

3、淋雨状渗出。洞顶边仰坡采用1:0.75坡率开挖，采用Ф22长3.5米砂浆锚杆进行挂网喷砼支护。本隧道在洞口段采用大管棚超前注浆加固处理，先行洞室采用多台阶分步法开挖，后行洞采用CD/CRD法开挖。二、施工中出现的问题及原因分析开工后经现场洞口开挖后，发现仰坡地质与设计图纸不符，实际地质情况为黑色腐蚀土，掺杂生活垃圾，土质松散，且存在大量孤石，长管棚超前支护施工完成后，通过前期对仰坡坡面的加固硬化、降水处理，现场开挖裸露的围岩为第四系坡残积砂质粘性土及全风化花岗岩，施工开挖后岩体有一定的稳定性，但浸水易软化。7先行洞采用多台阶法开挖施工，洞身开挖裸露

4、的围岩为第四系坡残积砂质粘性土及全风化花岗岩，岩土体软弱，浸水易软化、崩解，施工开挖易产生塌方，侧壁易垮塌，地下孔隙水呈淋雨状；且在线路中心靠右侧1m处（上台阶和中台阶相接）有一个泉眼，股状流水。施工期间，因连日降雨，隧道围岩裂隙水得到补给，洞内岩体呈流塑状涌出，右洞右侧K41+091~100段拱架拱脚基础掏空，造成拱脚失稳，致使岩体挤压拱架变形，地表出现0.8m的沉降。成因分析：通过施工过程中围岩变化、地表裂缝及衬砌开裂现象，分析出现以上情况的原因如下：1．围岩变化，掌子面围岩变化为砂质粘性土及全风化花岗岩夹杂少量强风化孤石（围岩突然变化，疑似县

5、道路基回填土），地下孔隙滞水较发育，岩体软弱，浸水易软化、崩解，稳定性差。施工开挖易产生塌方，侧壁易垮塌。2．开挖掌子面接近县道路基，根据附近村民介绍，县道路基为回填土，碾压不密实。加之纵向山体对掌子面的压力，使得掌子面开挖至此后，出现地表沉降开裂。3．线路穿越地表茂密树林，地下水丰裕，且村民饮用山体泉水现场无明显沟渠排放，致使洞内孔隙水得以补给。三、处理方案经多方研究并邀请隧道专家到现场勘查，确定了“加固地表封闭地表水，洞内外并用井点降水，掌子面超前导管预排水”综合处理方案。1、地表加固防排水方案因受当地气候影响，降雨量较大，且洞口处覆盖层较小，

6、土质松散现状，采用隧道浅埋段地表加固防排水方案，确保地表水不能渗入土体。1.17地表防水：重新调整截水沟位置和坡度，在水沟底部铺设防水板，水沟采用模筑混凝土一次成型，排水沟要远离边仰坡和洞口，并与路基排水沟顺接，保证沟底排水顺畅、不积水。（图1）1.2坡面加固：采用5m长φ42钢花管1.2×1.2梅花布置进行加固，1/3数量作为排水作用不注浆（角度：15°拱顶方向）。其余钢花管均垂直于坡面施工，并注浆（坡面模筑混凝土后）。（图2）坡面封水：仰坡采用模筑混凝土（坡面加固后），并铺设钢筋网，仰坡坡面根据地形设置台阶，在搭接处设置防水板。洞内外井点降水2

7、.1洞外井点降水降水参数：通过地面线测量及工程地质、水文情况，确定降水井孔径为150mm，井点降水管采用内径120mm的高强度PVC管，管壁切割2mm透水缝，填充3～5mm碎石反滤层，降水井沿隧道开挖外轮廓线1米对称布置，纵向间距5～10m，井深26～36m（井底高度均控制在仰拱以下5m处）。（图3）φφφ技术措施井点降水在隧道开挖前10天开始。降水时，根据出水量确定水泵下放深度（水泵离井底1.2m为宜），泵管连接密闭不透水，降水开始后，进行地表监控量测，以防降水过快导致地表下沉。2.2洞内井点降水7因隧道内围岩已风化呈土状，岩质极软，侵水易软化，

8、手易捏碎。洞内再用轻型井点降水法，降水机械采用射流泵（图4），钻井管采用150mm钢管，滤管采用130mm高强度PVC降水