隧道工程**前深孔真空降水技術(shù)研究

時(shí)間：2022-02-18作者：徐州萬(wàn)科降水工程有限公司瀏覽：348

在坡度比比較大的斜井選用**前的深孔真空泵降水技術(shù)性，能高效地減少砂巖含水量，使砂巖處在基本上平穩(wěn)情況，根據(jù)降水合理地操縱了*三系富水砂巖涌水涌砂危害，減少了工程施工難度系數(shù)，促使開(kāi)挖及基坑支護(hù)工作多較化、常態(tài)，合理地保證了安全施工、品質(zhì)，進(jìn)一步提高了工程項(xiàng)目工程進(jìn)度。




程兒山隧道施工穿越重生巖化功效差的*三系富水砂巖地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，砂巖含水量比較大，部分存有股狀消防水帶砂涌出，開(kāi)挖振蕩后軟巖易變軟失衡，初支易形變塌陷，處理錯(cuò)誤乃至?xí)a(chǎn)生施工安全事故.在別的相近地質(zhì)環(huán)境隧道施工中一般選用真空泵輕型井點(diǎn)降水技術(shù)性[1]，因受降水管件、機(jī)器設(shè)備、走管主要參數(shù)等局限危害，在程兒山隧道施工富水砂巖運(yùn)用實(shí)際效果不理想化，且降水和開(kāi)挖工藝流程互相影響比較大.通過(guò)多次對(duì)降水管件、走管主要參數(shù)探索提升及論述，最后產(chǎn)生了**前的深孔真空泵降水技術(shù)性，合理減少了砂巖含水量，降水后砂巖處在基本上平穩(wěn)情況，合理確保了安全施工、品質(zhì)和進(jìn)展規(guī)定.




項(xiàng)目概況

程兒山隧道施工坐落于寧夏固原市郊，是中鋁項(xiàng)目投資基本建設(shè)的原州區(qū)至王洼鐵路線煤炭運(yùn)輸專線運(yùn)輸分區(qū)規(guī)劃工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)方案標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為地方鐵路I級(jí)，單線隧道施工，施工單位為寧夏。

程兒山隧道施工位于黃土梁峁區(qū)，進(jìn)口坐落于清石河右岸，出入口坐落于大莊排溝，隧道施工正洞起止里程數(shù)為DK5 345～DK11 788，總長(zhǎng) 43m（6m明洞），進(jìn)出口貿(mào)易基礎(chǔ)埋深較小，較少基礎(chǔ)埋深為9m，均值基礎(chǔ)埋深130~140m，較大基礎(chǔ)埋深290m。

隧道施工設(shè)2座斜井協(xié)助工程施工，1#斜井長(zhǎng)1038m，2#斜井長(zhǎng)1036m，斜井綜合性豎向傾斜度為10.6%，較大傾斜度為12%，隧道施工正洞及斜井均穿越重生*三系富水砂巖地質(zhì)構(gòu)造，斜井進(jìn)到正洞后產(chǎn)生4個(gè)掌子面往前開(kāi)掘，斜井立即穿越重生*三系富水砂巖地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)到正洞Ⅳ級(jí)軟巖工程施工，是確保隧道施工按照計(jì)劃施工期全線貫通的根本所在.




程兒山隧道施工斜井軟巖關(guān)鍵為*四系上升級(jí)統(tǒng)風(fēng)積沙質(zhì)黃土層、*三系富水砂巖.地表水為裂（孔）隙水，空氣降水根據(jù)溝谷及*四系孔隙度垂向滲透到補(bǔ)充深層次基巖裂（孔）隙或沿基巖面徑流量，周期性轉(zhuǎn)變較顯著，部分砂巖粘結(jié)不均勻，地表水從粘結(jié)較弱的砂巖處涌出，水道無(wú)周期性，常發(fā)生比較大的集中化涌水涌砂狀況。

*三系富水砂巖在含水量低或無(wú)地表水地質(zhì)構(gòu)造，軟巖可靠性不錯(cuò)，開(kāi)挖基坑支護(hù)成功，當(dāng)砂巖含水量擴(kuò)大，原貌砂巖快速惡變，呈流砂狀外涌，開(kāi)挖振蕩后砂巖構(gòu)造快毀壞，工程性質(zhì)快速惡變，砂巖呈飽和狀態(tài)的細(xì)沙狀，軟巖可靠性快速下降，開(kāi)挖基坑支護(hù)艱難.1#斜井斜4 ～斜1 90段為*三系富水砂巖區(qū)，因?yàn)樾本疄?2%反坡，砂巖總體含粉量低，透水性強(qiáng)，四周地表水聚集到掌子面，砂巖隨滲涌水被弄出，產(chǎn)生很大的裂縫，拱部及側(cè)墻易形變及塌陷，且嚴(yán)重危害施工隊(duì)伍及設(shè)施的安全性.依據(jù)當(dāng)場(chǎng)智能水表測(cè)水流量得到：砂巖較大涌水量為1570m3/d，均值涌水量為800~1000m3/d。




降水方案設(shè)計(jì)

01

**前的深孔真空泵降水

**前的深孔真空泵降水橫斷面布局 .

（1）上階梯拱部降水管布局：沿拱部開(kāi)挖線布孔，長(zhǎng)度12m，環(huán)向間隔0.3m，沿開(kāi)挖線外插角15°~30°，每4m設(shè)定1環(huán).

（2）上階梯關(guān)鍵土降水管布局：長(zhǎng)度12m，橫著間隔0.5m，往上傾斜度15°~30°，每4m設(shè)定1環(huán).

（3）上階梯底端降水管布局：長(zhǎng)度12m，橫著間隔0.5m，往下傾斜度15°，每4m設(shè)定1環(huán).

（4）下臺(tái)階側(cè)墻降水管布局：沿上階梯拱腳兩邊斜縱向各設(shè)1排，長(zhǎng)度9m，豎向間隔0.5m，向外傾角30°，往前傾斜度30°，每4m設(shè)定1環(huán).




（5）橫斷面斷開(kāi)降水管布局：豎直下臺(tái)階側(cè)墻兩邊橫著操控，長(zhǎng)度6m，間隔1m，每過(guò)20m設(shè)定1排.

（6）降水管聯(lián)接方式：負(fù)責(zé)人選用準(zhǔn)75mm無(wú)縫鋼管，按間隔0.2~0.5m沿管體設(shè)定立管聯(lián)接口，立管（準(zhǔn)32mm）和負(fù)責(zé)人中間選用32mm鋼絲軟管聯(lián)接，選用10#鉛絲捆扎堅(jiān)固，密封性膠帶纏緊，并在聯(lián)接位置增設(shè)閘閥，操縱井管降水，負(fù)責(zé)人每1.5m一節(jié)，管一端選用8mm厚鋼板密封性電焊焊接堅(jiān)固，一端選用準(zhǔn)75mm鋼絲軟管和機(jī)械泵聯(lián)接，機(jī)械泵懸架于距實(shí)際操作面相對(duì)高度1.5m以內(nèi)的兩旁邊墻壁，并齊整放置固定不動(dòng)好.

（7）降水管生產(chǎn)加工：降水管每根長(zhǎng)6~12m，選用各節(jié)長(zhǎng)1.5m的準(zhǔn)32高頻焊管按段捆扎電焊焊接聯(lián)接而成.降水壁厚鉆8mm透水性孔，間隔10cm梅花形布置（液壓鋼管1.5m不設(shè)透水性孔），并包兩層過(guò)慮層，即無(wú)紡?fù)凉げ及乙粚樱侔?00目過(guò)濾網(wǎng)一層，減少砂巖的流動(dòng)率，包完后每間距20cm選用綁絲系緊.準(zhǔn)32mm降水無(wú)縫鋼管選用準(zhǔn)25mm無(wú)縫鋼管做為各節(jié)三通接頭，電焊焊接聯(lián)接.管接頭底部選用3mm厚鋼板封底，并電焊焊接準(zhǔn)8mm園鋼.




（8）降水規(guī)定：

①降水前要開(kāi)展試抽水試驗(yàn)，確定無(wú)滲水和漏汽異常情況，降水全過(guò)程中，真空泵空氣壓力操縱在-0.06MPa下列，機(jī)械泵工作壓力操縱在55kPa以上，為確保接連不斷抽降水，應(yīng)預(yù)留雙電源開(kāi)關(guān)，防止關(guān)閉電源[1]；

②降水務(wù)必依據(jù)掌子面開(kāi)挖立即推動(dòng)，降水隊(duì)組與開(kāi)挖班組務(wù)必搞好配合工作；

③在隧道施工開(kāi)挖全過(guò)程中，將隧道施工底端潛水位降至隧道施工底下列不少于1m的深層，避免仰拱開(kāi)挖涌砂涌水；

④加強(qiáng)對(duì)隧道施工內(nèi)水流量的觀察，每日觀察水位線，立即把握水位線轉(zhuǎn)變狀況，以具體指導(dǎo)降水運(yùn)作及隧道施工的開(kāi)挖；

⑤當(dāng)砂巖透水率增加，涌水量提升時(shí)，宜將真空電磁閥間隔適度數(shù)據(jù)加密；

⑥集水總管設(shè)計(jì)標(biāo)高宜盡可能貼近地下水線，離心水泵軸心與主管平齊.

02

掌子面后才截排水管道

斜井為12%反坡，假如掌子面后才滲涌水聚集到掌子面，會(huì)毀壞軟巖可靠性，危害降水實(shí)際效果，因而需對(duì)后才自流水經(jīng)橫豎向截排污溝聚集到集水坑，再由泵房排出來(lái)洞外，橫豎向截排污溝及集水坑規(guī)格按匯水流量尺寸明確.

降水成效

01

未采用降水對(duì)策前工程施工狀況

*三系富水砂巖含水量高，開(kāi)挖振蕩后呈淤砂情況，砂巖在水的用途下工程性質(zhì)快速下降，基本上無(wú)自穩(wěn)性，開(kāi)挖時(shí)涌水涌砂狀況比較嚴(yán)重，初支易形變、身后易產(chǎn)生裂縫，仰拱底端淤沙厚，承載能力減少，存有非常大的安全性質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn).工程施工流程中采用了旋噴樁、序幕灌漿、輕型井點(diǎn)真空泵降水等工程施工方案對(duì)策均未做到預(yù)期目標(biāo)，當(dāng)場(chǎng)基本上處在半工程施工半停產(chǎn)情況.




02

采用降水對(duì)策后工程施工狀況

通過(guò)各承建企業(yè)持續(xù)探索提升，采用了**前的深孔真空泵降水對(duì)策后，將富水砂巖含水量操縱在砂巖塑性形變含水量10%下列，使軟巖基本上處在平穩(wěn)情況，初支形變減少，降水后選用基本隧道工程施工技術(shù)性就可以一切正常開(kāi)掘，每月進(jìn)尺由原先5m提升至15~20m.4結(jié)果

（1）在*三系富水砂巖地質(zhì)構(gòu)造施工過(guò)程中，地下水處理是頭等大事，僅有選用科學(xué)合理的降水對(duì)策才可以確保一切正常開(kāi)挖開(kāi)掘，防止因地表水導(dǎo)致軟巖構(gòu)造毀壞、軟巖變軟形變，乃至產(chǎn)生施工安全事故.

（2）**前的深孔真空泵降水對(duì)策解決了*三系富水砂巖地質(zhì)構(gòu)造工程施工難點(diǎn)，合理減少了砂巖含水量，維持軟巖處在基本上平穩(wěn)情況，降水后砂巖基本上做到濕冷情況，便于開(kāi)挖基坑支護(hù)，工程施工安全性能高，并合理確保了安全施工、品質(zhì)和進(jìn)展規(guī)定.




（3）**前的深孔真空泵降水技術(shù)性擺脫了傳統(tǒng)的真空泵輕型井點(diǎn)降水施工技術(shù)的構(gòu)思，沿兩邊已基坑支護(hù)拱墻及底端布孔，大幅度降低了開(kāi)挖全過(guò)程中降水管的危害，保證了邊開(kāi)挖、邊降水的實(shí)際效果，工藝流程互相影響小

.（4）在坡度比比較大的斜井施工過(guò)程中，掌子面后才聚集水嚴(yán)重影響掌子面砂巖可靠性及降水實(shí)際效果，運(yùn)用橫豎向截排水設(shè)備很切實(shí)解決了此問(wèn)題.

（5）**前的深孔真空泵降水技術(shù)性實(shí)際效果理想化，很切實(shí)解決了程兒山隧道施工*三系富水砂巖開(kāi)挖基坑支護(hù)艱難等瓶頸問(wèn)題，1#斜井**成功穿越重生富水砂巖地質(zhì)構(gòu)造，于2015年1月份進(jìn)到正洞Ⅳ級(jí)軟巖工程施工.


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