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摘 要:为进一步梳理隧道涌水突泥相关因素,提升对该项事故的应对能力。文章在总结当前特长隧道涌水突泥成因基础上,探究其应对措施,望对相关人员该领域的工作或学习有所启发。
关键词:涌水突泥;特长隧道;原因;处理技术
相较于普通公路桥隧道,特长隧道受到人为、地理、技术等因素影响,非常容易发生涌水突泥[1],影响工程的正常开展,甚至在一些因素影响下还有可能造成重大安全生产事故。于此,施工单位应重视涌水突泥事故发生的相关因素,并不断提升该事故处理能力,以保障工程稳定、持续的进行。
1 特长隧道涌水突泥原因分析
特长隧道主要是指长度超过3 000 m的隧道,其所发生的突水突泥事故是指在工程施工中,开挖四周由于压力、防护等因素,隧道临界面崩溃而形成的一种地质灾害。由于此类事故具有一定破坏性、突发性,
会影响工程的正常开展,相关单位应对其予以相应重视。通过梳理此事故发生过程,其形成原因有:一是地质因素的影响。即在水、压力、不良地质等因素影响下,形成涌水突泥的现象。以其中空气压力为例,因为隧道在施工过程中会经过地下河、断层破碎带等地质,而此过程中会改变其中空气压力,进而导致突水突泥发生;二是缺乏合理的工序环节。即部分施工单位未在完成清淤等工作情况下盲目开挖,或未检测地质围岩状态进行作业等;三是未重视预测预报工作,即在开挖之前,并未对现场环境进行有目的、有计划的勘察、预测,导致开挖依据不足,指导性不强,从而为事故的产生埋下了隐患。
2 特长隧道涌水突泥处理技术
为降低涌水突泥事故对隧道工程施工的影响,施工单位应及时收集现场数据,并派遣具有综合技术素养的专业人员参与研究和分析,处理涌水突泥事故,具体而言:
2.1 合理处理突泥堆积体
依据事故现场实情,牢固突泥堆积体,即将钢筋网铺设在形成的堆积体表面,再喷射相应标号混凝土(C20),需注意为稳定该堆积体,应预留一定数量排水孔。然后,再将4 m小导管(φ42x6 mm)打入堆积体,并注入浆液,对其进行固定。
2.2 牢固初期支护
若突泥发生区周围有支护,则应加固支护,以防止其变形、损坏等。具体而言:牢固锁脚,即将钢管以焊接方式固定在支护构架两侧,在固定完成后对其进行适应性注浆。同时,依据现场实际增加伞状棚架,其搭建方式为:首先,选定钢管(φ76,长12 m),设定1 m环距,4 m纵距,然后将液浆注入到出水量少的钢管,而其他出水量大钢管的则作为泄水通道。
2.3 排水降压
对于因压力因素而形成的涌水突泥事故,可對其进行排水降压操作。即利用钻孔方式,降低断层破碎中压力等因素对溃口等的影响。具体而言,需找准邻洞位置,然后开两个孔排水释放水量和压力,以降低突水对施工的影响。同时,待其事故发生区压力和水位下降到一定程度后,应及时将这两个排水孔注浆堵水。
2.4 帷幕注浆
为安全通过泄口,将双液浆(水泥、水玻璃)注入帷幕裂隙通道,以提升岩体强度、改善围岩性能、保护支护构架等。具体而言:首先,止浆墙。即依据突泥体清除情况,进行止浆墙施工。其主要以分台阶施工为主,利用混凝土进行现场浇筑,搭建两个台阶,下台阶2 m厚,4.5 m高,上台阶与下台阶同厚,5 m高。在台阶搭建完成后,以其所形成掌子面为基点,对相应段位进行注浆填空,以让其更加牢固,待注浆成功后,对涌水突泥事故所形成的堆积体进行适应性清理;其次,钻注浆孔。一是在钻注布设原则上要以先下后上、由外环至内环为主。二是在孔口管上应用热轧无缝钢管(长2.5 m,φ127×5 mm)进行钻孔。注意①热轧无缝钢管段,钻头应采用130 mm直径规格,其后段应采用94 mm直径规格。注意②为提升钻孔质量和精度,不能脱离浆墙面。注意③若作业过程中发生卡钻、出现涌水、岩体破碎等情况,应马上停止作业,待排除影响因素后,再作业,以防止出现施工安全事故;其三,帷幕注浆。此维度应在充分了解浆液属性情况下进行,如其注入量、凝胶时间、压力、配合比及扩散半径等,即要进行适应性模拟实验,了解相关参数,如1.5 m扩散半径等;其四,控制注浆过程。即①要依据上一环节获得的参与配制浆液。②注浆顺序要依据先稀后稠,由大到小等方式,注意在注浆作业时应逐渐提升涉及的压力,如15 min持压。③要控制浆液流量和浆泵压力,如压力出现异常问题,那么应及时采取补救办法,若由漏浆所导致,那么应对其进行恰当封堵。若由跑浆所致,那么应优化浆液类型或配液配比等。④若在注浆过程中探测到注入位置有大空洞,那么应停止注浆,向其注入混凝土,带达到一定程度后,再注浆。⑤若作业过程出现串浆情况,那么应再开一个孔,同时注浆。⑥针对注浆效果,应在完成相应循环后,按照10%开孔数量检测各个孔内的注浆情况,若发现有孔注浆不达标,应及时处理,待全部合格后再进行下一阶段的注浆活动。
2.5 超前预支护通过
帷幕注浆完成后,采用超前大管棚作为超前预支护进行掘进施工。具体而言:首先,扩挖洞内管棚工作室。即在隧道衬砌断面基础上,向外扩挖适应性距离作为管棚工作室;其次,洞内管棚施工。①确定洞内管棚设计参数,如钢管规格。②按设管棚钢管点位编号。③应精准控制钻就位,确保孔口方向、角度无误,钻进过程中应使用斜测仪对钻孔加以测量并实时纠偏,可避免钻孔偏斜。④每个孔钻完后应及时顶进钢管;⑤管棚注浆以加固隧道开挖土体及管棚周边一定厚度围岩进行设
计,浆液扩散半径≥50 cm,注水泥一水玻璃浆双液浆;其次,超前导坑掘进。即管棚注浆完成后,在超前大管棚的预支护环保护下,按超前导坑三台阶法掘进施工(具体构架如图1所示)。其流程为:超前地质预报—导洞超前支护—导洞开挖一导洞初支及临时支护一左侧主洞超前支护—左侧上台阶开挖—左侧上台阶初支—左侧中台阶开挖—左侧中台阶初支—下台阶开挖—下台阶初支—仰拱部位开挖一施做仰拱初支及衬砌一仰拱回填一整体模筑二衬混凝土。注意,初期支护应随开挖随支护、各台阶的开挖距离应小于10 m等。
3 结语
综上,超长隧道施工涌水突泥危害性较高,相关施工单位应对其予以相应重视,即要精准定位其中涉及的要素,并梳理造成涌水突泥事故的原因,调整自身施工方式,加强事先探测,事故发生后的处理技术,提升隧道作业效率。同时,
在加强技术处理的过程中,还应充分挖掘现代信息技术在隧道涌水突泥事故中的应用方式,以提升事故处理效率,如依托远程高清视频技术进行事故处理技术互动等。于此,文章在特长隧道涌水突泥处理技术上,进行了四个维度分析,具有一定参考价值。
参考文献:
[1]宋建.明月山隧道塌方突水治理分析[J].西部交通科技,2021(2):108-110.
关键词:涌水突泥;特长隧道;原因;处理技术
相较于普通公路桥隧道,特长隧道受到人为、地理、技术等因素影响,非常容易发生涌水突泥[1],影响工程的正常开展,甚至在一些因素影响下还有可能造成重大安全生产事故。于此,施工单位应重视涌水突泥事故发生的相关因素,并不断提升该事故处理能力,以保障工程稳定、持续的进行。
1 特长隧道涌水突泥原因分析
特长隧道主要是指长度超过3 000 m的隧道,其所发生的突水突泥事故是指在工程施工中,开挖四周由于压力、防护等因素,隧道临界面崩溃而形成的一种地质灾害。由于此类事故具有一定破坏性、突发性,
会影响工程的正常开展,相关单位应对其予以相应重视。通过梳理此事故发生过程,其形成原因有:一是地质因素的影响。即在水、压力、不良地质等因素影响下,形成涌水突泥的现象。以其中空气压力为例,因为隧道在施工过程中会经过地下河、断层破碎带等地质,而此过程中会改变其中空气压力,进而导致突水突泥发生;二是缺乏合理的工序环节。即部分施工单位未在完成清淤等工作情况下盲目开挖,或未检测地质围岩状态进行作业等;三是未重视预测预报工作,即在开挖之前,并未对现场环境进行有目的、有计划的勘察、预测,导致开挖依据不足,指导性不强,从而为事故的产生埋下了隐患。
2 特长隧道涌水突泥处理技术
为降低涌水突泥事故对隧道工程施工的影响,施工单位应及时收集现场数据,并派遣具有综合技术素养的专业人员参与研究和分析,处理涌水突泥事故,具体而言:
2.1 合理处理突泥堆积体
依据事故现场实情,牢固突泥堆积体,即将钢筋网铺设在形成的堆积体表面,再喷射相应标号混凝土(C20),需注意为稳定该堆积体,应预留一定数量排水孔。然后,再将4 m小导管(φ42x6 mm)打入堆积体,并注入浆液,对其进行固定。
2.2 牢固初期支护
若突泥发生区周围有支护,则应加固支护,以防止其变形、损坏等。具体而言:牢固锁脚,即将钢管以焊接方式固定在支护构架两侧,在固定完成后对其进行适应性注浆。同时,依据现场实际增加伞状棚架,其搭建方式为:首先,选定钢管(φ76,长12 m),设定1 m环距,4 m纵距,然后将液浆注入到出水量少的钢管,而其他出水量大钢管的则作为泄水通道。
2.3 排水降压
对于因压力因素而形成的涌水突泥事故,可對其进行排水降压操作。即利用钻孔方式,降低断层破碎中压力等因素对溃口等的影响。具体而言,需找准邻洞位置,然后开两个孔排水释放水量和压力,以降低突水对施工的影响。同时,待其事故发生区压力和水位下降到一定程度后,应及时将这两个排水孔注浆堵水。
2.4 帷幕注浆
为安全通过泄口,将双液浆(水泥、水玻璃)注入帷幕裂隙通道,以提升岩体强度、改善围岩性能、保护支护构架等。具体而言:首先,止浆墙。即依据突泥体清除情况,进行止浆墙施工。其主要以分台阶施工为主,利用混凝土进行现场浇筑,搭建两个台阶,下台阶2 m厚,4.5 m高,上台阶与下台阶同厚,5 m高。在台阶搭建完成后,以其所形成掌子面为基点,对相应段位进行注浆填空,以让其更加牢固,待注浆成功后,对涌水突泥事故所形成的堆积体进行适应性清理;其次,钻注浆孔。一是在钻注布设原则上要以先下后上、由外环至内环为主。二是在孔口管上应用热轧无缝钢管(长2.5 m,φ127×5 mm)进行钻孔。注意①热轧无缝钢管段,钻头应采用130 mm直径规格,其后段应采用94 mm直径规格。注意②为提升钻孔质量和精度,不能脱离浆墙面。注意③若作业过程中发生卡钻、出现涌水、岩体破碎等情况,应马上停止作业,待排除影响因素后,再作业,以防止出现施工安全事故;其三,帷幕注浆。此维度应在充分了解浆液属性情况下进行,如其注入量、凝胶时间、压力、配合比及扩散半径等,即要进行适应性模拟实验,了解相关参数,如1.5 m扩散半径等;其四,控制注浆过程。即①要依据上一环节获得的参与配制浆液。②注浆顺序要依据先稀后稠,由大到小等方式,注意在注浆作业时应逐渐提升涉及的压力,如15 min持压。③要控制浆液流量和浆泵压力,如压力出现异常问题,那么应及时采取补救办法,若由漏浆所导致,那么应对其进行恰当封堵。若由跑浆所致,那么应优化浆液类型或配液配比等。④若在注浆过程中探测到注入位置有大空洞,那么应停止注浆,向其注入混凝土,带达到一定程度后,再注浆。⑤若作业过程出现串浆情况,那么应再开一个孔,同时注浆。⑥针对注浆效果,应在完成相应循环后,按照10%开孔数量检测各个孔内的注浆情况,若发现有孔注浆不达标,应及时处理,待全部合格后再进行下一阶段的注浆活动。
2.5 超前预支护通过
帷幕注浆完成后,采用超前大管棚作为超前预支护进行掘进施工。具体而言:首先,扩挖洞内管棚工作室。即在隧道衬砌断面基础上,向外扩挖适应性距离作为管棚工作室;其次,洞内管棚施工。①确定洞内管棚设计参数,如钢管规格。②按设管棚钢管点位编号。③应精准控制钻就位,确保孔口方向、角度无误,钻进过程中应使用斜测仪对钻孔加以测量并实时纠偏,可避免钻孔偏斜。④每个孔钻完后应及时顶进钢管;⑤管棚注浆以加固隧道开挖土体及管棚周边一定厚度围岩进行设
计,浆液扩散半径≥50 cm,注水泥一水玻璃浆双液浆;其次,超前导坑掘进。即管棚注浆完成后,在超前大管棚的预支护环保护下,按超前导坑三台阶法掘进施工(具体构架如图1所示)。其流程为:超前地质预报—导洞超前支护—导洞开挖一导洞初支及临时支护一左侧主洞超前支护—左侧上台阶开挖—左侧上台阶初支—左侧中台阶开挖—左侧中台阶初支—下台阶开挖—下台阶初支—仰拱部位开挖一施做仰拱初支及衬砌一仰拱回填一整体模筑二衬混凝土。注意,初期支护应随开挖随支护、各台阶的开挖距离应小于10 m等。
3 结语
综上,超长隧道施工涌水突泥危害性较高,相关施工单位应对其予以相应重视,即要精准定位其中涉及的要素,并梳理造成涌水突泥事故的原因,调整自身施工方式,加强事先探测,事故发生后的处理技术,提升隧道作业效率。同时,
在加强技术处理的过程中,还应充分挖掘现代信息技术在隧道涌水突泥事故中的应用方式,以提升事故处理效率,如依托远程高清视频技术进行事故处理技术互动等。于此,文章在特长隧道涌水突泥处理技术上,进行了四个维度分析,具有一定参考价值。
参考文献:
[1]宋建.明月山隧道塌方突水治理分析[J].西部交通科技,2021(2):108-110.