2015二級建造師水利工程復(fù)習(xí)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段由于軸線上有數(shù)十年前開采小煤窯洞穴，經(jīng)數(shù)十年的堆積沉降，洞穴內(nèi)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坍塌過程中，僅數(shù)分鐘將埋深20米的地表坍穴．

　　流砂從拱部或邊墻涌出時，洞穴內(nèi)積水一并向外噴涌，所以坍塌的第一時間不應(yīng)及時處理，應(yīng)待流砂坍塌、積水涌出自然沉淀形成封堵體達到穩(wěn)定后，才能讓施工人員到位進行處理。

　　由于流砂固有的流動性，處理流砂坍方時先對坍碴進行橫向堵截，即采用鋼材或木材橫向?qū)⑻杲財?，增加坍碴縱向穩(wěn)定，避免在處理過程中砂體流動，保證施工安全，確保拱部坍孔出砂體自身穩(wěn)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隧洞流砂段開挖和支護，處理過程中洞內(nèi)應(yīng)設(shè)專職安全員，洞外隨時觀察地表動向，洞內(nèi)外有開裂、沉降、變形等情況，應(yīng)及時采取措施。

　　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(jié)理發(fā)育、極為松散破碎，施工至K0＋138時為強風(fēng)化砂巖帶，地下涌水瞬間達100m3/h，由于斜井施工的特殊性，涌水涌砂同時爆發(fā)，噴涌速度及快、圍巖內(nèi)水壓力極大。

　　8．1 作好充分排水的排水準備

　　斜井施工洞內(nèi)積水均位于掌子面，砂體沉積于底部，宜采用座式抽水機，涌砂時便于及時撤離掌子面，否則將被瞬間爆發(fā)的砂體掩埋。抽水機和排水管道應(yīng)能滿足要求，短時間的排水不暢均會導(dǎo)致洞內(nèi)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(jié)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(nèi)壓力與外壓力平衡時，涌水涌砂自然停止，此時巖層內(nèi)流砂沉積于巖體縫隙內(nèi)，地下水位自然上漲，內(nèi)水壓力升高，掌子面沉積砂體不應(yīng)及時清除，保持其內(nèi)外應(yīng)力平衡，及時加強風(fēng)化段支護或澆筑永久鋼筋砼。經(jīng)驗得知：如及時將堆積砂體清除，涌水涌砂最段在1小時內(nèi)爆發(fā)，最長在12小時內(nèi)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(nèi)為沉積砂體和高水位形成較高地內(nèi)水壓力，此時采用灌漿方法時，在流砂流動性和巖層內(nèi)水壓力的作用下會阻塞灌漿管道，效果不明顯。即使采用高壓注漿，其工程費用較大、工期較長，費時費工。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(yīng)采用地質(zhì)鉆打設(shè)管徑不小于ф89的鋼管，鋼管每節(jié)長度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(nèi)注入水泥漿液，加大管棚抗壓、抗彎曲能力。必要時將ф40管制作為注漿花管，注入適量水泥漿，固結(jié)徑向50厘米粉砂體，減少流砂滲漏。

　　8．5 短進尺、弱爆破、強支護

　　形成ф89與ф40超前管棚支護后，進行爆破施工（能進行人工開挖時，盡量采用人工開挖，減小對巖體的擾動），開挖進尺控制在0．5米，同時采用多極爆破，即先爆破中間掏槽部分，后進行徑向擴大爆破。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，必要時掛設(shè)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，澆筑永久鋼筋砼。

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