不同涌水量大小流砂地层隧道施工工法及工艺选择研究罗培新摘要：通过对不同涌水量研究，总结出了一套适用于不同涌水量情况下的加固措施。涌水量在0-100m3/d时，采用超前小导管进行超前加固处理+三台阶七步开挖法;涌水量在100-500m3/d时，采用超前小导管+帷幕注浆+三台阶七步开挖法;涌水量在500-800m3/d时，采用超前小导管+水平旋喷桩加固+竖向旋喷桩+三台阶临时仰拱法;涌水量为800-1200m3d，采用超前小导管进行超前加固处理+真空负压降水+CRD法。关键词：不同涌水量;流砂地层;超前小导管;三台阶七步开挖法：U455文献标识码：ADOI：10.15913/jki.kjycx.2019.11.004某隧道主要地质条件为第三系棕红色粉细砂岩，细粒结构，泥质胶结为主，胶结程度差，开挖后多呈砂状，在水的作用下，易发生塑性流变，掌子面时有坍塌。对这种地层加固技术中国国内外已有相当多的研究，但对于流沙地层的研究较少，可参考资料不多，加固技术主要有超前小导管注浆支护、超前大管棚支护、全断面帷幕注浆、高压旋喷桩等[1-3]，还没有形成统一的规律，因此针对某隧道关键技术施工中对不同涌水量阶段所采用的施工工法及工艺进行了研究。本研究不仅在学术上具有重要意义，其研究成果还可以为未来类似工程施工提供理论基础和技术储备，对于安全施工、缩短施工周期、节省工程造价等也具有重要的应用价值[4-6]。1不同涌水量大小流砂地层工法选择与应用流砂隧道施工中发生塌方的情况较多，特别是全风化砂岩及地下水丰富地段，随着隧道出水点逐渐抬升，涌水量不断增加，围岩条件越来越差，开挖扰动后中下导断面前方多形成饱和、松散砂层[7-11]，拱顶及两侧边墙砂岩随渗水流出局部形成空洞，并且初支变形严重，由此可看出制约本隧道工法选择的主要原因为涌水量的大小，因此根据涌水量的大小，选择了三种施工工法，分别为短三台阶七步开挖法、三台阶临时仰拱法、CRD（交叉中隔壁）法，下面就三种工法的在施工中的适用范围进行阐述。1.1三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法是在隧道开挖过程中，以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式，将隧道断面分为上、中、下三个台阶七个工作面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖和支护，形成支护整体闭合成环，缩小作业循环，逐步向纵深推进的作业方法。根据现场实际结果显示，本施工方法适用于出水量范围在0-500m3/d之间。1.2三台阶临时仰拱法隧道施工至DK5+585时全断面进入富含水全风化砂岩中，出水量逐步增大，通过监控量测数据显示，围岩收敛量明显加大，施工过程中出现坍塌、围岩两帮突变，并出现涌水涌砂现象，三台阶七步法已不能满足施工需求。当前主要解决围岩收敛变形，CRD（交叉中隔壁）法虽能有效控制围岩的变形和保证隧道的稳定，但由于CRD（交叉中隔壁）法支撑和拆除都比较烦琐，结合本隧道现场实际情况，经过研究讨论，最终研究决定采用三台阶临时仰拱法开挖施工，此工法应用于本隧道涌水量在500-800m3/d时。变换施工工法前后分别取三个断面进行比较，围岩收敛数据对比和拱顶沉降数据对比分别如表1、表2所示。1.3CRD（交叉中隔壁）法施工技术随着隧道继续开挖，涌水量逐渐增大，最小涌水量为800m3/d，最大涌水量达到1200m3/d，上台阶开挖过程中边墙、拱顶出现大面积股状涌水，胶结松散的砂岩塌落随着水流涌出，在此种情况下核心土已很难保留，仰拱处出现沙沸现象，加之开挖断面相对较大，支护困难，施工进度缓慢，另外监控两侧数据也显示围岩拱顶沉降量明显增大，存在较大的安全隐患。为解决现场的施工难题，经专家会讨论确定当前开挖工法采取CRD（交叉中隔壁）法。变换施工工法前后分别取三个断面进行比较，围岩收敛数据对比和拱顶沉降数据对比分别如表3、表4所示。2不同涌水量大小流砂地層工艺选择与应用随着隧道不断向前推进，涌水量大小发生明显的变化，为加强隧道围岩稳定性，针对不同涌水量地段，总结出了超前小导管、帷幕注浆、水平旋喷桩和竖向旋喷桩加固措施的使用范围。下面对具体实施情况进行说明。2.1超前小导管在流砂地层的应用由于本隧道属于流砂地层，因此小导管施工进行超前加固贯穿于隧道施工的全过程，主要是为了限制前方地层松动变形，增强围岩的...