1、<p>　　全風(fēng)化富水花崗巖隧底井點(diǎn)降水施工工法</p><p>　　中鐵十二局集團(tuán)有限公司</p><p><b>　　王 亮</b></p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　廈深鐵路梁山隧道出口多處出現(xiàn)全風(fēng)化富水花崗巖，隧底混凝土施工時(shí)，經(jīng)常遭遇因全風(fēng)化富水花

2、崗巖失穩(wěn)而導(dǎo)致仰拱模板垮塌，因此，仰拱施工前必須對(duì)隧底全風(fēng)化富水花崗巖采取一定的加固措施，使其具備一定的自穩(wěn)性后方可進(jìn)行后續(xù)工序的施工。通常采取的加固措施是分段超前預(yù)注漿。超前預(yù)注漿一般要先進(jìn)行封堵墻的施工，再布設(shè)注漿孔進(jìn)行逐孔注漿。作為隧底混凝土施工的輔助措施，超前預(yù)注漿占用的時(shí)間長(zhǎng)，消耗大量的人力物力，同時(shí)先前施工的封堵墻在后續(xù)的施工中也要作為臨時(shí)措施給予拆除，增加了施工成本。中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，反復(fù)比較論證

3、，確定選用井點(diǎn)降水進(jìn)行隧底加固，取得了較好的應(yīng)用效果，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，經(jīng)總結(jié)形成本工法。</p><p><b>　　2工法特點(diǎn)</b></p><p>　　2.1采用本工法可降低全風(fēng)化圍巖含水率、改變圍巖力學(xué)性質(zhì)、增加隧底安全性，減少或避免隧底巖體滑移造成拱腳坍塌，減少對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，確保施工安全。</p><p>　　2.2采用本

4、工法施工干擾小，不影響其他工序施工。</p><p>　　2.3本工法可操作性強(qiáng)、簡(jiǎn)便宜行，經(jīng)濟(jì)有效。</p><p>　　2.4集水裝置采用PVC及鐵絲網(wǎng)自制，拆裝簡(jiǎn)便，降水效果好。</p><p>　　2.5降水效率較高，可加快施工速度。</p><p>　　2.6可將水引至指定地點(diǎn)排放，不污染環(huán)境，有利于環(huán)保。</p>&

5、lt;p><b>　　3.適用范圍</b></p><p>　　3.1本工法適用于鐵路、公路隧道及其他地下工程滲透性差的強(qiáng)、全風(fēng)化地質(zhì)加固。</p><p>　　3.2本工法適用于隧道全風(fēng)化隧底的加固處理。</p><p><b>　　4工藝原理</b></p><p>　　在隧道底部采用高壓

6、水射流沖出深度不小于大直徑濾管長(zhǎng)度的孔，將大直徑濾管放入孔中，大直徑管的外徑上包裹濾網(wǎng)，將底蓋安裝在大直徑管底端，大直徑管另一端與變徑接頭連接，通過(guò)變徑接頭向大直徑管內(nèi)腔插入小直徑抽水芯管，小直徑抽水芯管外端與自吸水泵連接，自吸水泵出水口與小直徑排水管連接，自吸水泵在大直徑管內(nèi)腔產(chǎn)生負(fù)壓，地下水在負(fù)壓作用下匯集到大直徑管內(nèi)腔后由水泵抽出，從而將隧底圍巖中的地下水位降至隧底開(kāi)挖線以下，增強(qiáng)隧底圍巖自穩(wěn)性，為隧道仰拱施工創(chuàng)造有利條件。<

7、;/p><p>　　5施工工藝流程及操作要點(diǎn)</p><p><b>　　5.1施工工藝</b></p><p>　　施工工藝流程見(jiàn)圖5.1。</p><p>　　5.1 井點(diǎn)降水工藝流程圖</p><p><b>　　5.2操作要點(diǎn)</b></p><p&g

8、t;<b>　　5.2.1施工準(zhǔn)備</b></p><p>　　檢查設(shè)備連接處是否緊密，三角架是否架設(shè)牢固。檢查電機(jī)是否受潮，工具是否齊全；常用的材料、工器具、電線、保險(xiǎn)絲等是否備足。</p><p><b>　　5.2.2井點(diǎn)布置</b></p><p>　　在隧底施工中存在多種工序施工，所以井點(diǎn)的布置，需要選好適當(dāng)?shù)奈?/p>

9、置，以免引起工序之間的沖突而影響施工。富水段井點(diǎn)的位置選擇必須以不影響其他工序施工為前提，井點(diǎn)的位置設(shè)在拱墻側(cè)1米處（井點(diǎn)布置見(jiàn)圖5.2.2）。通過(guò)對(duì)富水情況的了解，確定設(shè)置井點(diǎn)的數(shù)量，并通過(guò)測(cè)量放樣，定出井點(diǎn)的位置，因洞內(nèi)施工條件有限，同一側(cè)井點(diǎn)用小直徑PVC管連接，形成一個(gè)整體。如水量過(guò)大時(shí)，可以適當(dāng)加密井點(diǎn)。在隧底正式降排水前，要先進(jìn)行井點(diǎn)降排水試驗(yàn)，在取得經(jīng)驗(yàn)參數(shù)后展開(kāi)施工</p><p><b&g

10、t;　　5.2.3井點(diǎn)施工</b></p><p>　　采用水力沖孔成井，將簡(jiǎn)易井架移到井點(diǎn)位置，將套管水槍對(duì)準(zhǔn)井點(diǎn)位置，啟動(dòng)高壓水泵，水壓控制在0.4～0.8MPa，在水槍高壓水射流沖擊下套管開(kāi)始下沉，并不斷地升降套管與水槍，套管落距在1000mm之內(nèi)，沖擊孔的成孔直徑應(yīng)達(dá)到200～250mm，以便安裝井管，沖孔深至少比濾管深0.5m，以防止沖擊套管提升拔出時(shí)部分巖體塌落后，孔底標(biāo)高滿足井管底部設(shè)計(jì)

11、標(biāo)高。鑿孔沖擊管上下移動(dòng)時(shí)應(yīng)保持垂直，這樣才能使井點(diǎn)降水井壁保持垂直。</p><p>　　圖5.2.2 井點(diǎn)布置平面圖</p><p>　　5.2.4安裝降水裝置</p><p>　　1降水裝置由底蓋，變徑接頭，大直徑打孔PVC管、細(xì)鐵絲濾網(wǎng)、小直徑PVC抽水芯管、自吸水泵、小直徑PVC排水管等部分組成（如圖5.2.3-1）。</p><p&

12、gt;<b>　　2集水裝置</b></p><p>　　大直徑PVC管壁開(kāi)有直徑1～5毫米的不少于20個(gè)進(jìn)水孔。將細(xì)鐵絲濾網(wǎng)裹在大直徑打孔PVC管的外側(cè)，將底蓋安裝在大直徑打孔PVC管的外側(cè)底部，將變徑接頭、小直徑PVC抽水芯管與大直徑打孔PVC管按照?qǐng)D5.2.3-2所示進(jìn)行連接，組成集水裝置；井點(diǎn)孔施工到位后拔出射水管，將集水裝置插入孔中，集水裝置與孔壁之間填滿粗砂，井口采用粘土封口。&

13、lt;/p><p>　　圖5.2.3-1降水裝置示意圖</p><p><b>　　I-I剖面</b></p><p>　　圖5.2.3-2集水裝置示意圖</p><p>　　3將集水裝置頂部周圍的土體壓實(shí)。</p><p>　　4將抽水芯管、自吸水泵、排水管依次密封連接。</p>&l

14、t;p>　　5水泵安裝完成后進(jìn)行試抽，檢查是否有嚴(yán)重漏氣現(xiàn)象，如有漏氣對(duì)連接處進(jìn)行檢查，并進(jìn)行密封處理。</p><p><b>　　5.2.5試抽</b></p><p>　　完成后安置好電纜電路線，并將排水管路引至排水溝內(nèi)。 </p><p><b>　　5.2.6連續(xù)抽水</b></p><

15、p>　　進(jìn)行抽水，并進(jìn)行記錄及設(shè)備巡查。</p><p>　　5.2.7抽水效果檢查</p><p>　　為了觀測(cè)降水深度是否達(dá)到施工要求的降水深度，在隧底基坑中心設(shè)置一個(gè)觀測(cè)井點(diǎn)，以便于通過(guò)觀測(cè)井點(diǎn)測(cè)量水位。</p><p><b>　　5.2.8隧底開(kāi)挖</b></p><p>　　在水位降至要求高度時(shí)，進(jìn)行隧

16、底施工，隧底施工過(guò)程中降水不能停止，在隧底開(kāi)挖及混凝土澆筑施工結(jié)束且混凝土達(dá)到初凝后，可以停止井點(diǎn)降水，并封堵井點(diǎn)</p><p><b>　　6材料與設(shè)備</b></p><p><b>　　6.1材料</b></p><p>　　本工法采用的材料見(jiàn)表6.1。</p><p>　　表6.1

17、 材 料</p><p><b>　　6.2設(shè)備</b></p><p>　　本工法采用的機(jī)具設(shè)備見(jiàn)表6.2。</p><p>　　表6.2 機(jī)具設(shè)備 </p><p><b>　　7質(zhì)量控制</b></p><p><b>　　7.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)</b&

18、gt;</p><p>　　7.1.1沖孔時(shí)，沖孔孔徑不得大于300mm，沖孔深度比井管低0.5m，沖孔沖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將沖水管上提1.0m，再?zèng)_一遍后成孔；</p><p>　　7.1.2下管時(shí)井點(diǎn)管居中沉設(shè)須保持垂直，偏斜不大于5°,回填瀝料為粗砂，回填瀝料時(shí)要四周均勻、到位，不能過(guò)快，防止局部脫空。</p><p><b>　　7.2質(zhì)量措

19、施</b></p><p>　　7.2.1井點(diǎn)降水設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，在埋設(shè)井管之前，必須逐根檢查井管，發(fā)現(xiàn)損壞，立即更換，保證濾網(wǎng)完整無(wú)缺。井管埋設(shè)之前，用布頭或麻絲塞住管口，以免埋設(shè)時(shí)雜物掉入管內(nèi)。</p><p>　　7.2.2加強(qiáng)成井過(guò)程質(zhì)量控制，填砂要及時(shí)、到位、足量。</p><p>　　7.2.3加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)，對(duì)井點(diǎn)降水設(shè)備及時(shí)觀察、及時(shí)維護(hù)，

20、要保持降水過(guò)程的連續(xù)性。</p><p>　　7.2.4監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的管理應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確。</p><p>　　7.2.5井點(diǎn)布設(shè)結(jié)束后必需在48小時(shí)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，先進(jìn)行試抽水，如無(wú)漏氣、漏水，無(wú)淤塞現(xiàn)象后,方可正式使用。</p><p>　　7.2.6在仰拱混凝土沒(méi)達(dá)到強(qiáng)度前，必須保持井點(diǎn)降水連續(xù)，否則會(huì)前功盡棄。</p><p><b>

21、　　8安全措施</b></p><p>　　8.1沖孔前對(duì)地下障礙物應(yīng)予以排除，沖孔作業(yè)的三角支架要牢固支護(hù)穩(wěn)定，嚴(yán)防倒塌造成安全事故。沖孔時(shí)其他無(wú)關(guān)人員要退到安全地帶。</p><p>　　8.2吊沖管的滑輪要安裝牢固，繩索要經(jīng)常檢查。</p><p>　　8.3沖孔溝槽上要鋪設(shè)跳板便于人員站立或行走，以防人員跌入溝內(nèi)。</p><

22、p>　　8.4各機(jī)電設(shè)備應(yīng)由專人看管，電氣必須一機(jī)一閘，嚴(yán)格接地、接零和安漏電保護(hù)器，水泵和部件檢修時(shí)必須切斷電源，嚴(yán)禁帶電作業(yè)。</p><p><b>　　9環(huán)保措施</b></p><p>　　9.1作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)保持清潔整齊，材料工具按規(guī)劃圖布設(shè)；</p><p>　　9.2抽出的水排放到指定的地方，不得隨意排放；</p>

23、<p>　　9.3提高工作效率，降低電力損耗，減少油污排放。</p><p><b>　　10 效益分析</b></p><p><b>　　10.1經(jīng)濟(jì)效益</b></p><p>　　本工法與超前注漿相比，施工工藝簡(jiǎn)單，成本低，省時(shí)省力，可快速、高效排除隧底全風(fēng)化富水花崗巖中的地下水，增強(qiáng)隧底全風(fēng)化富水花崗

24、巖自穩(wěn)性，在廈深鐵路客運(yùn)專線梁山隧道全風(fēng)化富水花崗巖隧底施工中，采用超前預(yù)注漿施工效率為1班組6天施工3m，采用本工法后施工效率為1班組2天施工3m，功效提高3倍以上。以梁山隧道L11斷層富水段隧底施工為例，按照注漿方案需要工期為37天，采用井點(diǎn)降水，用12天完成，工期提前25天。采用注漿加固方案，隧底注漿1米，需要消耗水泥大約60袋，約1638元，人工費(fèi)約2500元，加上其他消耗類，合計(jì)：6550元/m左右，采用本工法施工，只需投入水

25、泵、小型材料，加上人工費(fèi)每延米施工費(fèi)用約650元，與注漿相比，每米可節(jié)約5900元。</p><p><b>　　10.2社會(huì)效益</b></p><p>　?。?）采用本工法確保了全風(fēng)化富水花崗巖段隧底的施工安全，抽出的水可排至指定地點(diǎn)，施工文明，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)污染。</p><p>　?。?）本工法工序之間干擾小，不影響隧道前方正常施工及附近

26、居民企業(yè)的正常生活和生產(chǎn)，為不良地質(zhì)隧道施工積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了參考。</p><p><b>　　11 應(yīng)用實(shí)例</b></p><p><b>　　廈深鐵路梁山隧道</b></p><p><b>　　11.1工程概況</b></p><p>　　梁山隧道位于福建省漳州市境內(nèi)

27、，隧道全長(zhǎng)9888m。隧道范圍屬低山地貌，地形起伏較大，相對(duì)高差200～400m，洞身最大埋深680m。</p><p>　　梁山隧道出口至2#斜井為4400米，段內(nèi)地表水主要為水渠水，水流及水量不定。地下水主要為第四系孔隙水及基巖裂隙水兩大類，在斷層帶附近局部富集，可能發(fā)生涌水地質(zhì)災(zāi)害。開(kāi)工以來(lái)揭示的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，已施工段及補(bǔ)充勘察資料揭示，全隧發(fā)育明顯規(guī)模的斷層及破碎帶達(dá)19處，呈點(diǎn)狀或帶狀出現(xiàn)。其中，梁

28、山隧道出口多段圍巖全風(fēng)化嚴(yán)重程度。</p><p>　　梁山隧道出口自2008年3月15日開(kāi)始施工，截止于2010年10月24日竣工。</p><p>　　11.2應(yīng)用效果及存在的問(wèn)題</p><p>　　2010年7月梁山隧道出口施工到達(dá)L11斷層處，L11斷層為全風(fēng)化富水花崗巖，圍巖級(jí)別V級(jí)，該段長(zhǎng)20米，仰拱底設(shè)計(jì)標(biāo)高在內(nèi)軌頂下2.9m，仰拱開(kāi)挖深度超過(guò)了2m