6.3 加強(qiáng)拱部橫向支護(hù)
拱部短進(jìn)尺開挖加強(qiáng)縱向超前管棚支護(hù)后,橫向已是支撐流砂體垂直壓力、擠壓力重要組成部分,務(wù)必及時(shí)加強(qiáng)拱部型鋼拱架或鋼格柵橫向支撐,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、噴射砼支護(hù)。通過收斂量測(cè),準(zhǔn)確掌握其沉降量、沉降速度、水平位移、水平位移速度,必要時(shí)在型鋼拱架、鋼格柵起拱線處加設(shè)橫支撐,確保拱部對(duì)流砂體的支撐能力。
6.4 下部臺(tái)階施工
由于流砂自穩(wěn)能力極差,流砂體拱部橫、縱向加強(qiáng)支護(hù)后,對(duì)下半部應(yīng)進(jìn)行短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)施工,每次進(jìn)尺控制在0.5米左右。
為保證對(duì)拱部有較可靠的支撐效果,下半部宜分左右兩側(cè)邊挖邊護(hù),即先開挖左側(cè)或右側(cè)下半部,按設(shè)計(jì)要求完成掛網(wǎng)、焊接下半部型鋼或鋼格柵、噴射砼、打設(shè)錨桿等工序后,再進(jìn)行下半部另一側(cè)施工。
6.5 加強(qiáng)底板橫向支撐、基底換填、封閉底板
流砂或其他軟弱圍巖承載能力較差,在設(shè)計(jì)二期支護(hù)斷面外先進(jìn)行基底換填、設(shè)置橫向鋼拱架或鋼格柵、澆筑底板仰拱砼,使拱部、邊墻、底板在二期支護(hù)斷面外形成完整的封閉圈,避免內(nèi)水外滲或外水內(nèi)滲,共同抵制圍巖較為復(fù)雜的擠壓力和沉降、位移、變形,確保后期施工安全。
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(biāo)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(shí),洞穴內(nèi)積水一并向外噴涌,所以坍塌的第一時(shí)間不應(yīng)及時(shí)處理,應(yīng)待流砂坍塌、積水涌出自然沉淀形成封堵體達(dá)到穩(wěn)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(duì)坍碴進(jìn)行橫向堵截,即采用鋼材或木材橫向?qū)⑻杲財(cái)啵黾犹昕v向穩(wěn)定,避免在處理過程中砂體流動(dòng),保證施工安全,確保拱部坍孔出砂體自身穩(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(hù)和6隧洞流砂段開挖和支護(hù),處理過程中洞內(nèi)應(yīng)設(shè)專職安全員,洞外隨時(shí)觀察地表動(dòng)向,洞內(nèi)外有開裂、沉降、變形等情況,應(yīng)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(biāo)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(shí)為強(qiáng)風(fēng)化砂巖帶,地下涌水瞬間達(dá)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(nèi)水壓力極大。
8.1 作好充分排水的排水準(zhǔn)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(jī),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(jī)和排水管道應(yīng)能滿足要求,短時(shí)間的排水不暢均會(huì)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(qiáng)支護(hù)
掌子面為強(qiáng)風(fēng)化砂巖,節(jié)理發(fā)育、松散破碎、透水性強(qiáng),掌子面積水積砂達(dá)一定程度后,其內(nèi)壓力與外壓力平衡時(shí),涌水涌砂自然停止,此時(shí)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(shí)清除,保持其內(nèi)外應(yīng)力平衡,及時(shí)加強(qiáng)風(fēng)化段支護(hù)或澆筑永久鋼筋砼。經(jīng)驗(yàn)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(nèi)爆發(fā),最長(zhǎng)在12小時(shí)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(hù)
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(shí)采用灌漿方法時(shí),在流砂流動(dòng)性和巖層內(nèi)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(fèi)用較大、工期較長(zhǎng),費(fèi)時(shí)費(fèi)工。宜采用管棚超前支護(hù)。
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(zhǎng)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(bǔ)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(shí)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(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)
形成ф89與ф40超前管棚支護(hù)后,進(jìn)行爆破施工(能進(jìn)行人工開挖時(shí),盡量采用人工開挖,減小對(duì)巖體的擾動(dòng)),開挖進(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(kuò)大爆破。周遍眼間距不大于30厘米、間隔裝藥單獨(dú)爆破。
加強(qiáng)掛網(wǎng)噴漿支護(hù),必要時(shí)掛設(shè)ф8鋼筋網(wǎng)格局10厘米,超挖部分嚴(yán)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。
9.不良地質(zhì)洞段技術(shù)措施
9.1 勤測(cè)量、勤復(fù)核
不良地質(zhì)洞段均有拱頂沉降、邊墻位移變形等現(xiàn)象,施工過程中布置中線、高程點(diǎn)有經(jīng)常變動(dòng)的情況,所以應(yīng)將控制點(diǎn)設(shè)置在牢固、可靠地段,并經(jīng)常復(fù)核,應(yīng)盡量減少中線、高程的非儀器過度次數(shù)。
9.2 采用方便快捷的儀器設(shè)備進(jìn)行控制
不良地質(zhì)洞段或坍方地段施工過程中工序繁多、干擾大,測(cè)量?jī)x器在施工點(diǎn)不易操作,中線、高程點(diǎn)不易保留,固采用紅外線導(dǎo)向儀是控制中線、高程的較好方法。
在直線隧洞施工過程中,采用紅外線導(dǎo)向儀同時(shí)將隧洞中心線、隧洞某一點(diǎn)高程控制在一條直線上,便于施工人員隨時(shí)使用、隨時(shí)復(fù)核斷面尺寸。
采用紅外線導(dǎo)向儀使用過程中應(yīng)熟練掌握,經(jīng)常保養(yǎng),經(jīng)常對(duì)兩端中線、高程進(jìn)行復(fù)核。
9.3 適當(dāng)放大結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)留變形沉降量
不良地質(zhì)洞段或坍方地段圍巖松軟、自穩(wěn)能力差、拱部壓力大,處理欠挖安全隱患大,費(fèi)工費(fèi)時(shí)影響工程進(jìn)度,在施工或處理過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)預(yù)留沉降、變形量。