海滩砂层隧道施工工艺工法.docVIP

PAGE PAGE 15 海滩砂层隧道施工工艺工法 1 前 言 1.1工艺工法概况 含水砂层是土木工程界施工的一大难题，在该种地层中开挖施工隧道极易发生涌水和涌砂等工程灾害。在公路、地铁、海底隧道施工均可能会遇到类似难题，且由于海底隧道较公路山岭隧道和地铁隧道有其特殊性，海底隧道头顶无限之海水，一旦发生涌水涌砂，将导致灾难性的后果。为确保隧道施工过程万无一失，必须采取各种措施以求从根本上消除隧道穿越砂层时产生突水、涌水和坍塌的安全隐患。 本工法是在厦门海底隧道成功穿越浅滩富水沙层段的基础上不断总结形成的工法，本工法主要是通过采用隧道洞内外的一系列处理措施，对洞内沙层进行超前加固从根本上消除隧道穿越砂层时产生突水、涌水和坍塌等安全隐患的一种施工工法。 本工法主要是针对开挖、初期支护进行描述，对于防水和二次衬砌未作详细叙述。 1.2工艺原理 隧道穿越富水砂层处理方案分为两部分考虑，即洞外地下水控制（防渗止水帷幕和设置疏干减压井）加洞内对砂层的超前加固处理的综合治理思路，对饱和动态含水砂层大跨度海底隧道进行治理。 2 工艺工法特点 2.1采用洞外地下水控制和洞内对砂层的加固处理相结合的方式成功穿越隧道富水砂层的施工技术措施，以求从根本上消除隧道施工时砂层和其它不良土层产生突水、涌水和坍塌的安全隐患。 2.2通过洞内洞外的综合处理，减少洞内施工的安全风险，降低洞内处理的难度，确保施工安全，减少洞内处理的施工时间。 3 适用范围 本工法适用于饱和动态含水砂层的穿江过海铁路、公路、水工、电力等各种地下隧道工程的施工，也对风积沙隧道和其他穿越砂层段得其他类似地下工程施工具有一定的参考价值。 4 主要引用标准 4.1本工法主要采用的技术标准如下：《公路隧道施工技术规范》JTG F60，《公路隧道施工技术细则》JTG/T F60，《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1。 4.2设计图纸、合同文件。 5 工法原理 洞外地下水控制和洞内对砂层的加固处理相结合的综合治理方案，在洞外采用地下连续墙帷幕分仓截水，利用降水深井降低地下水水位，对地下水进行控制，在洞内采用TSS超前小导管对洞内砂层注浆进行加固支护，并配套以CRD法进行开挖支护的综合施工方法。 以求从根本上消除隧道施工时砂层产生突水、涌砂和坍塌的安全隐患。 6工艺流程及操作要点 6.1工艺流程 饱和动态含水富水砂层大跨度海底隧道施工工艺流程见图1。 图1 饱和动态含水富水砂层大跨度海底隧道施工工艺流程 6.2 操作要点 6.2.1洞外处理措施 1地下连续墙 在隧道顶部穿越强透水砂层的区段周围地面下设置一定深度的闭合防渗止水帷幕，把施工区域内外的地下水及渗流通道阻断，尤其是阻断砂层地下水及其渗流通道与外界的联系，从而为降低和排出该区段隧道施工区域内的地下水创造条件。根据地质条件，采用混凝土地下连续墙作为防渗止水帷幕是最为安全、可靠和可行的防渗止水方案。为不影响隧道开挖施工及确保阻水效果，根据勘察资料的砂层覆盖影响区，采用连续墙分仓隔水，分期抽水。 首先沿左、右线主隧道外侧15m线分别设置纵向、横向混凝土一期地下连续墙，并充分利用砂层消失，另设置一排降水井，从而在平面、立体上使其闭合，形成闭合的“防渗止水帷幕”。二期、三期地下连续墙沿着已施工连续墙预留的丁字接头顺延施工，三期再设置横墙形成闭合。 混凝土地下连续墙垂直方向穿过砂层，深度以进入全风化花岗岩层4.0～6.0m为宜，地下连续墙厚度为600mm，混凝土标号C25，地连墙与导墙搭接20cm。 地下连续墙成槽设计采用平行流水作业，连续成槽、三抓成槽工艺，根据施工机械选择相应的槽段划分，施工时主意拐角、T型槽段的防水处理。 2 深井降水施工 1）疏干减压井 防渗止水帷幕形成后，应尽快排出和疏干帷幕范围内的地下水，并尽可能减小和降低隧道及附近施工区的地下水压力或渗透压力，从而保证隧道施工不会因地下水压力或渗透压力较大而产生突水和坍塌事故。 常规采用大口径管井作为排水、疏干井，井径为600mm，间距15～20m，井深根据隧道及临近地连墙槽深设置，深度不等，深井主要设置在连续墙周边，浅井设置在内部。浅井主要用作快速排出和疏干帷幕范围内的地下水，深井除用来快速排出和疏干帷幕范围内的地下水外，还兼作降低隧道及附近施工区土层的地下水压力或渗透压力之用。 2）水位观测井 沿地下连续墙外侧设置井径为300mm的观测井（井底标高与临近地连墙底标高齐）；连续墙内侧，利用部分降水井作为观测井，以利于观测水位变化情况，及时掌握水位动态，计算地连墙的防渗止水效果。 6.2.2 洞内处理措施 洞内开挖采用CRD法施工，严格遵循新奥法“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，加强综合超前地质预报和降水，并坚持先降水，后开挖