1涌泥情况介绍及处理方法

1.1涌泥情况介绍

2#斜井工区正洞上台阶施工至DK179+767时，开挖揭示左侧为全风化花岗岩，右侧为强风化花岗岩，左侧见少量地下水，拱部出现掉块现象，在采用喷射混凝土封闭掌子面，泵送砼回填掉块空腔的过程中，掌子面发生涌泥，涌出物为全风化花岗岩及辉绿岩，并夹强～弱风化岩块，涌出物总量约为1350m3。

1.2现场处理措施及原因分析

现场应急措施：立即回填洞渣封堵，顶部回填封堵厚度不小于4m，回填完成后，在回填体上部采用C25封堵墙进行封堵，封堵墙厚度3m，封堵墙预埋φ42泄水孔，泄水孔间距采用2m×2m。回填洞渣顶端采用泵送C25砼回填密实。并实施超前水平钻探及打射斜向上大外插脚泄水孔，水量约为30m3/h，水质浑浊，经水平超前钻孔探测：DK179+770～DK179+740段为一软弱夹层，根据钻孔揭示：软弱带走向大致为N45°W，与线路近似垂直，约85°相交，软弱带宽约20～25m，其中靠近掌子面一侧分布厚约10m的全风化花岗岩、辉绿岩，辉绿岩成脉状，厚0.5～1m，其余软弱带物质成分为全～强风化花岗岩，宽10～15m。原因分析软弱带的形成原因为沿花岗岩岩体张性构造裂隙带后期侵入辉绿岩，在地下水化学作用下，与其两侧的中酸性花岗岩体产生差异性风化，形成带状软弱带。由于围岩风化的差异性，软弱围岩与完整围岩接触带较为曲折复杂，规律性较差。本段的涌泥主要原因为全风化富水状态的软弱夹层带被隧道开挖揭穿后，在地下水渗透压力和自重作用下，呈砂状涌入隧道。

2涌泥处理方案考虑

本软弱夹层的涌突水及塌方风险较高，为探明该软弱夹层及其后续施工段的地质情况，同时为确保施工安全及缓解工期压力，经由参建各方现场会商决定在线路右侧增设迂回导坑。

2.1方案提出

隧道自2007年12月份开工以来，隧道工期就一直是该隧道施工中的敏感因素，特别是受1#斜井工区进入正洞揭示超过300m长的风化槽的影响，致使该隧道工期偏于紧张，设计单位提出两种施工方案：方案一是在DK179+000处增设3#斜井，在涌泥段采用超前周边注浆+大管棚超前支护；方案二是在目前线路右侧增设迂回导坑，同时正洞涌泥段采用超前周边注浆+大管棚超前支护。

2.2方案对比考虑

涌突水及塌方风险较高，根据现场核对及分析预测，软弱夹层及其后续围岩开挖过程中存在较高的突水、突泥及塌方的风险，且该正洞采用“超前周边注浆+大管棚”超前支护，其处理时间较长，导致隧道工期更加紧张，同时为探明软弱夹层及其后续未开挖地段的地质情况，确保施工安全，基于小断面隧道通过软弱夹层安全，处理时间相对较短，一方面有利于探明前方地质情况，另一方面也有利于缓解工期压力。经协商采用方案二在DK179+815位置启动迂回导坑预案，迂回导坑设置于线路右侧，采用无轨双车道运输，净空断面宽×高尺寸为7.3×6.4m，拟于DK179+700位置转入正洞施工，并在转入正洞前采用斜向水平钻孔对正洞区域进行钻探核实，并记录斜向钻孔时获得的正洞围岩资料，以指导正洞施工。

2.3正洞周边注浆施工

对正洞DK179+740～770段采用周边注浆加固，具体设置，周边注浆具体参数如下：注浆范围为开挖轮廓线外5m，一循环通过，最大注浆长度为30m，掌子面设C25砼止浆墙，止浆墙厚3m，止浆岩盘5m。单孔有效注浆扩散半径1.5m，中空间距不大于2.5m。实际施工中根据出水范围、出水规模、注浆效果进行了适当的调整。注浆压力：正常注浆压力为静水压力+0.5MPa，注浆终压不大于2.5倍的静水压力。注浆方式采用后退式劈裂注浆，尽量一次性成孔，若遇成孔困难地段，可采用前进式注浆以保证成孔，再采用袖阀管后退式分段劈裂注浆。注浆速度：5～110L/min。实际施工中注浆速度较快。注浆材料：主要为水泥浆（局部采用水泥—水玻璃双液浆）水泥：42.5普通硅酸盐水泥；水玻璃：40Be’；水灰比：0.8:1。注浆钻孔：孔径89mm。除注浆孔外，为检查注浆效果，于断面设3个75mm检查孔，每孔长约25m。钻孔、注浆顺序：由外向内，有下至上，同一圈孔间隔施工。单孔注浆结束标准：注浆压力逐步升高至设计终压，并稳定10min钟以上；进浆速度为开始进浆速度的1/4，结束时的进浆量小于20Lmin。全段结束标准：所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象。超前周边注浆加固施工完毕并经检查合格后，拱墙部位采用超前大管棚预支护与隧道内初期支护形成封闭的支护体系，防止围岩坍塌，确保隧道施工安全。管棚采用外径φ108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管，管棚间距环向40cm，管棚长度为进入完整基岩不小于5m，扩挖管棚工作室，扩挖高度1.5m，并设置1×1.5m厚管棚导向墙。为确保注浆后开挖安全，掌子面开挖轮廓内布设10根左右的φ42mm玻璃纤维锚杆，进一步稳定掌子面，防止后期开挖轮廓内的围岩的滑移和坍塌。该段围岩由设计Ⅱ级围岩变更为Ⅴ级围岩，采用Ⅴ级偏压抗震设防衬砌，在周边注浆+超前大管棚支护完成后，辅以大外插角φ42mm小导管补注浆加固。加强支护采用全环工20b型钢钢架，间距0.5m，采用三台阶+临时仰拱法开挖。

2.4迂回导坑施工

在DK179+815～DK179+487线路右侧增设迂回导坑，导坑长度355.6m，采用无轨双车道运输，断面净空尺寸宽×高为7.3m×6.4m。本迂回导坑主要采用锚喷支护，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及普通Ⅴ级段均按锚喷支护施工，PDK0+57～PDK0+87段穿越30m软弱夹层，该段为全风化花岗岩，开挖后岩体成松散状，遇水后易软化，为确保施工安全采用Ⅴ级模筑衬砌，厚度为50cm。在导洞实际施工中围岩变化也和正洞类似，围岩差异风化明显，全～弱风化花岗岩均有分布，变化频繁且无规律性，给施工造成很大困难，特别是在2010年10月19日凌晨迂回导坑施工至PDK0+223掌子面，拱顶出露部分左侧为相对较好的弱～强风化花岗岩，灰黄色，岩质坚硬，岩体相对完整，右侧则为强风化，灰黄、灰白色，张开节理发育，岩体破碎。在拱顶中部偏右约1m处有一出水点，水量实测180～200m3/h，涌水携带强风化花岗岩流出，形成一个高约7.5m左右、纵向长度4.5m、弧长5m的空洞，流出堆积物约230～250m3，我单位按照预案及时停止施工，观测水量、水质变化情况，在水量减小和掌子面稳定后，采用C25砼泵送回填空腔，回填护拱高度为2m，并预埋φ150钢管引排夹层中的地下水，保持排水畅通。回填完成后采用超前水平钻孔，探明前方0～17m为以强风化花岗岩为主，节理裂隙发育，岩体破碎，围岩整体性差，采用迂回导坑Ⅴ级锚喷断面，超前支护采用拱部120度范围内双层φ42小导管注浆加固，环向间距40cm，单根长5m，2.4m一环。迂回导坑后续处理采用在完成使命、隧道贯通后，在PDK0+007～PDK0+010、PDK0+346～PDK0+349各3m段采用M10浆砌片石封堵，迂回导坑封堵前需对整个迂回导坑进行检查，确认锚喷支护体系稳定，若发现有喷砼开裂或变形发生，需对其采取加强处理或采取套衬。

3建议与结论

确保了施工安全，同时辅助以迂回导坑先行施工加快了施工进度，大大缓解了工期压力。隧道开挖应严格按照“有疑必探，先探后掘”的原则，长大隧道施工更应充分重视超前预报的作用，采用TSP2003地震波法、红外探水、超前探孔配合进行隧道超前地质预报，地震波法对断层破碎带构造预报准确度较高，施工时应该注意对炮孔倾斜、堵孔、接受器套管与孔壁的耦合，小异常的遗漏等加以控制，同时注意地震波法两次预报之间的搭接，需重叠5～10m。超前深孔钻探及加深炮孔在实际施工中起到重要作用，超前探孔钻探长度以30m距离探测为宜，搭接长度5m，重点地段采用追加1～2孔超长距离（60m及以上）超前探测了解掌子面前方宏观的情况。建议帷幕注浆采用专业注浆队伍设计施工，进行信息化注浆，这样可以加快施工进度，并同时提高经济效益。

作者：曲波单位：中铁十九局集团第三工程有限公司