浅谈浅地层下穿并行沟渠施工工艺
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摘要：沟渠下方地层长时间浸泡的水中，隧道在下穿沟渠过程中，在水压力作用下，围岩极易掉块、坍塌、失稳，导致涌水突泥的发生。本文以实际施工为例，阐述下穿河道所采用的施工工艺。
关键词：沟渠 ，水压力 ， 施工工艺
Abstract: the ditches below the water of the time mopping strata, next to wear in the process of tunnel ditch, in water pressure effect, extremely easily, collapse, DiaoKuai surrounding rock instability, lead to water gushing axon the happening of the mud. Based on the actual construction as an example, this paper expounds the wear river under construction technology.
Keywords: ditch, water pressure, construction technology
中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：
1工程简介
施工隧道穿越既有沟渠，且与沟渠并行，最浅部位覆土仅5m。隧道初支为内径4.1m的圆形涵洞，沟渠下部宽度5m。
地层岩性以厚层砂土、卵砺石层为主，局部地段为垃圾填埋段，具有强透水性，围岩不能自稳。沿线地下水埋藏较深，地下水水位在隧道结构底板以下，隧洞施工不受地下水影响，但受上部沟渠内水下渗影响。施工期间已处于冬季，沟渠内表面已结冰，冰下存在流动水流。
2地表处理
施工前对沟渠进行雷达探测，探明沟渠下部地层中含水情况，做出针对性措施。
2.1 雷达探测
为查清暗涵上方是否存在水囊及空洞，根据现场实际情况，在沟渠底部沿暗涵的拱顶上方布置一条雷达测线，仪器选用瑞典RAMAC/GPR雷达。勘测采用剖面连续扫描法测量加载自动叠加。扫面间隔（测点距）为0.1m。勘测中采用测距轮控制采样，并借助卷尺进行长度矫正。根据雷达探测显示，在探测区域内多处发现水囊，水囊沿沟渠走向均大于6m。
雷达探测测线布置图
检测结果：
左涵上游2+597~2+831雷达实测扫描图
右涵上游2+599~2+831雷达实测扫描图
本次雷达检测发现的异常见表
位置 起始桩号 终止桩号 水囊顶部距渠底（m）
左涵 2+700.0 2+712.4 0.9
2+738.1 2+750.4 0.5
2+780.5 2+799.1 0.8
右涵 2+622.0 2+628.0 1.5
2+687.7 2+699.7 1.4
2.2地面处理措施
将地面覆土凿开后，直接用洞内挖出的渣土进行回填（水囊先将水抽出），并预埋注浆管。注浆管采用内径Φ25钢管，管长为深度+30cm，外露30cm，管顶50cm以下预留溢浆孔，按1000×1000梅花形布置。地面采用10cm厚C25混凝土进行封闭。注浆浆液采用水泥浆。浆液注浆终压0.3MPa。
地面回填注浆管埋设示意图
3洞内处理措施
3.1 洞内超前地质探测
超前地质探测包括：暗涵主洞围岩描述和围岩类别判别常规地质探测、超前仪器现场量测、不良地质体长距离预报等超前地质预报。
超前地质探测是为防止开挖时遭遇未知的不良地质和地下构筑物而进行的超前勘探钻孔、超前仪器测试等，对暗涵主洞掌子面前方长距离范围内的不良地质体进行探测。所采用的主要手段为：超前小导管、长导管、探孔和地质雷达测试，然后将采集的数据进行整理，从而对不良地质和地下构筑物可能相遇的位置进行预报。
1）超前小导管地质探测
超前小导管是按照设计要求打设的注浆导管，目的是注浆加固地层和小范围探测前方地质。主要探测下一榀前方拱顶。
2）长导管地质探测
在掌子面选定不同位置3处，采用5m长小导管向前方掌子面进行打设，打设深度为4m。判断前方是否存在水源。
3）洛阳铲地质探测
采用长导管探测确定前方无水后，再通过自制的洛阳铲在掌子面前方不同位置打孔通过对铲头带出的土壤结构和包含物的辨别，判断前方地质情况和有无地下结构物情况。探测孔呈梅花型布置，每个探测孔深度为4m，每开挖2m对前方地质进行一次探测，要始终保持对前方地质3m的探测长度。
长导管及洛阳铲地质探测示意图
4）掌子面地质雷达探测
在特殊地段（下穿重要结构）及确定前方地质存在水源及空洞后采用地质雷达探测的方法进行超前地质探测，通过分析前方不良地质和地下构筑物位置、规模等情况进行针对性的处理。
3.2 洞内处理
如发现前方存在空洞及水囊，应及时进行掌子面封闭，并对掌子面进行排管注浆，注浆管采用内径φ25壁厚3.5mm无缝钢管梅花型布设，共9根，L=1.2m，垂直掌子面打入1.0m，外露20cm，喷射5cm厚C25混凝土，注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆，浆液注浆终压0.3MPa。
掌子面封闭示意图
1）掌子面前方存在空洞，按1000×1000mm打管至空洞下方，注水泥砂浆。
2）掌子面前方存在水囊，按1000×1000mm打管至水囊下方，上方打入出水管，并在出水管前端安装限流阀。注水泥-水玻璃双液浆。
3）暗涵前方周边如存在空洞及水囊，离暗涵大于一倍洞径，加强超前注浆，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，并施做径向注浆及回填注浆。缩小开挖步距，密排格栅措施快速通过。
①径向注浆
注浆管采用内径Φ25无缝钢管，管长2.5m。注浆管沿隧道开挖轮廓线下部左右两侧各45°布置，待下部开挖至此环后，进行打设，角度与洞轴线成45°角。环向间距300mm。注浆时由低向高，注浆浆液采用水泥浆。浆液注浆终压0.3MPa。
径向注浆管布设示意图
②回填注浆
注浆管采用内径Φ25无缝钢管，管长2.5m。注浆管沿隧道开挖轮廓线180°布设，环向间距300mm。注浆时由低向高，注浆浆液采用水泥浆。浆液注浆终压0.3MPa。
回填注浆管布设示意图
4）隧道前方周边如存在空洞及水囊，离暗涵小于一倍洞径，如能在地面处理应尽量在地面处理。
空洞直接通过打管注浆的方式进行回填。水囊处理时为防止打管过程中水从管内流涌出，造成围岩失稳，应该管端设置阀门，并在掌子面打管位置设置胶套管，严格做好密封。打设完成后及时注入水泥浆-水玻璃双液浆，稳固水囊底部。
4监控量测
1)存在水囊及空洞位置在下穿过程中地面及洞内均需设置沉降及收敛点。
2)观测频率加强由每天两次改为每天三次。
5结束语
隧道开挖拱顶防坍塌，掌子面防失稳，防涌水为重点，暗涵施工中加强地质预报，并对前方地质进行针对性分析。
地面采用探地雷达对隧道上方沟渠渠底进行雷达探测，及时发现存在的空洞及水囊，能在地面处理的及时进行处理，尽可能把隐患在地上解决。较好的保证隧道施工安全。
参考文献：
[1] 王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。