2012二級建造師水利工程復習資料:隧洞流砂坍方處理
7.隧洞流砂坍方處理
7.1 坍碴處理
星云湖撫仙湖出流改道工程二標段11+100~11+830段由于軸線(xiàn)上有數十年前開(kāi)采小煤窯洞穴,經(jīng)數十年的堆積沉降,洞穴內淤積為流砂,流砂位于隧洞斷面拱部,且壓力極大、分布情況不明,很難避免坍方,于2004年4月28日在11+628坍塌過(guò)程中,僅數分鐘將埋深20米的地表坍穴.
流砂從拱部或邊墻涌出時(shí),洞穴內積水一并向外噴涌,所以坍塌的第一時(shí)間不應及時(shí)處理,應待流砂坍塌、積水涌出自然沉淀形成封堵體達到穩定后,才能讓施工人員到位進(jìn)行處理。
由于流砂固有的流動(dòng)性,處理流砂坍方時(shí)先對坍碴進(jìn)行橫向堵截,即采用鋼材或木材橫向將坍碴截斷,增加坍碴縱向穩定,避免在處理過(guò)程中砂體流動(dòng),保證施工安全,確保拱部坍孔出砂體自身穩定。
7.2 坍孔封閉
封閉坍孔采用同上5隧洞流砂段超前支護和6隧洞流砂段開(kāi)挖和支護,處理過(guò)程中洞內應設專(zhuān)職安全員,洞外隨時(shí)觀(guān)察地表動(dòng)向,洞內外有開(kāi)裂、沉降、變形等情況,應及時(shí)采取措施。
8.隧洞砂巖地段涌水、涌砂處理
星云湖撫仙湖出流改道工程二標段2#斜井位于F1-1.F1斷層影響帶,圍巖為粉砂巖互層,節理發(fā)育、極為松散破碎,施工至K0+138時(shí)為強風(fēng)化砂巖帶,地下涌水瞬間達100m3/h,由于斜井施工的特殊性,涌水涌砂同時(shí)爆發(fā),噴涌速度及快、圍巖內水壓力極大。
8.1 作好充分排水的排水準備
斜井施工洞內積水均位于掌子面,砂體沉積于底部,宜采用座式抽水機,涌砂時(shí)便于及時(shí)撤離掌子面,否則將被瞬間爆發(fā)的砂體掩埋。抽水機和排水管道應能滿(mǎn)足要求,短時(shí)間的排水不暢均會(huì )導致洞內積水直至停工或造成其他安全隱患。
8.2 停止出碴、加強支護
掌子面為強風(fēng)化砂巖,節理發(fā)育、松散破碎、透水性強,掌子面積水積砂達一定程度后,其內壓力與外壓力平衡時(shí),涌水涌砂自然停止,此時(shí)巖層內流砂沉積于巖體縫隙內,地下水位自然上漲,內水壓力升高,掌子面沉積砂體不應及時(shí)清除,保持其內外應力平衡,及時(shí)加強風(fēng)化段支護或澆筑永久鋼筋砼。經(jīng)驗得知:如及時(shí)將堆積砂體清除,涌水涌砂最段在1小時(shí)內爆發(fā),最長(cháng)在12小時(shí)內爆發(fā),但流砂量逐步減小,滲水量不變。
8.3 超前探孔、管棚支護
8.2條已分析出,巖層內為沉積砂體和高水位形成較高地內水壓力,此時(shí)采用灌漿方法時(shí),在流砂流動(dòng)性和巖層內水壓力的作用下會(huì )阻塞灌漿管道,效果不明顯。即使采用高壓注漿,其工程費用較大、工期較長(cháng),費時(shí)費工。宜采用管棚超前支護。
8.4 布置超前管棚
超前管棚的布置,應采用地質(zhì)鉆打設管徑不小于ф89的鋼管,鋼管每節長(cháng)度1m~3m為宜,間距20厘米。由于巖層為粉砂堆積體,必須封閉管棚間空隙,采用ф40管棚、鋼筋網(wǎng)或其他方法填補空隙,以保證砂體不滲漏、滲水暢通的目的。
布置好超前管棚后,鋼管內注入水泥漿液,加大管棚抗壓、抗彎曲能力。必要時(shí)將ф40管制作為注漿花管,注入適量水泥漿,固結徑向50厘米粉砂體,減少流砂滲漏。
8.5 短進(jìn)尺、弱爆破、強支護
形成ф89與ф40超前管棚支護后,進(jìn)行爆破施工(能進(jìn)行人工開(kāi)挖時(shí),盡量采用人工開(kāi)挖,減小對巖體的擾動(dòng)),開(kāi)挖進(jìn)尺控制在0.5米,同時(shí)采用多極爆破,即先爆破中間掏槽部分,后進(jìn)行徑向擴大爆破。周遍眼間距不大于30厘米、間隔裝藥單獨爆破。
加強掛網(wǎng)噴漿支護,必要時(shí)掛設ф8鋼筋網(wǎng)格局10厘米,超挖部分嚴禁使用片石回填,均使用噴C25砼回填。
必要時(shí),澆筑永久鋼筋砼。

