摘要：以现场施工中实际发生的围岩遇水软化剥落与局部涌水、突泥事故为例，简要介绍了险情发生的地质条件及此种地质条件下发生险情时的现场紧急处理措施。阐述了类似地质条件下暗挖施工中应进行的地质预报与超前探孔措施，为类似施工环境下险情的探测、预报与紧急处理提供参考价值。
关键词：富水岩溶取；暗挖施工；水；涌泥；塌腔；紧急处理措施；地质预报
1工程概况
大连地铁一期工程207标段包含一站两区间，分别为松江路站～东纬路站区间（简称：松东区间）、东纬路站、东纬路站～春光街站区间（简称：东摘自：本科毕业论文答辩www.808so.com
春区间），线路全长2268米，全部采用暗挖法施工，施工方法主要有洞桩法、中洞法、CRD法、台阶法。地质勘察报告及实际施工过程中揭示岩溶分布于全线段、发育数量多、大小岩溶构造形态均有发育、垂向分带规律不明显，多数岩溶呈充填或半充填状况。岩面起伏变化大，岩层浅部溶沟、溶槽、溶隙及溶洞等发育强烈，岩层中溶洞存在串珠状分布的特点。
岩溶主要分布于场区内泥灰岩中，大部分溶洞侵入隧道结构范围内，部分位于结构底板下方及结构顶板上方，溶洞充填物为粘土、红粘土及灰岩碎屑，溶洞上部与含卵石碎石土、粘土接触，施工过程中极有可能发生塌方及地表塌陷等情况。
本工程场地地下水按赋存条件主要为基岩裂隙水，主要赋存于卵石层以及基岩裂隙中，富水量丰富，连通性强，略具承压性。通过地质补勘资料、高密度电法CT探测及已施工段地质围岩揭示，隧道穿越地层基岩裂隙发育，富水量丰富，涌水量大。在土石互层、半土半岩围岩结构中，水流夹杂泥沙脱落，发生涌水、突泥的可能性极大，给暗挖施工带来极大施工风险。
2险情类型及施工处理措施
2.1围岩遇水软化剥落
险情类型：2011年5月16日东春区间左线里程DK10+808.65～DK10+808.15在开挖后围岩由于水流的渗透、冲刷作用逐渐失稳，层层剥落，单层剥落厚度为15cm，循环剥落，拱部岩体块状掉落，块状直径20cm。不及时处理，极易行成较大塌腔或发生更大险情。
该区间段围岩设计为Ⅴ级，支护参数为拱部120°范围内打设超前小导管并注浆，小导管采用￠42，t-3.25热轧无缝钢管，单根长度3m，间距30cm。格栅拱架网喷混凝土支护，拱架间距50cm，网喷厚度30cm。实际围岩类型为全风化泥灰岩，黄褐色，散体结构，岩体风化，节理裂隙极发育，岩体极破碎。围岩质软，挖机、风镐可凿动，遇水极易软化，失去承载能力与自稳力。富水岩溶区，基岩裂隙发育，水量丰富，在此种地质条件下超前小导管支护与注浆只可保证拱部120°范围内围岩不产生较大塌方。掌子面及边墙部位由于水流的渗透、冲刷作用在开挖后立架过程中，围岩会层层脱落，直至出现较大塌腔。较大的影响了洞内工人施工，施工质量与初支背后密实度亦无法很好的保证。
处理措施：开挖后应立即速喷混凝土封闭掌子面及裸露土体，保证掌子面的整体稳定及边墙渗流处岩体的稳定。在局部水流较大处，预埋引水管，引水管采用￠42热轧无缝钢管，单根长度1m，预埋段做烧孔处理以利于水流汇集。封闭掌子面及渗水处后将水流自管内引出，避免因水压过大，混凝土强度不够而出现大面积脱落。水流较小，渗水面积较大处在喷射混凝土前在围岩失稳处打设锚固钢筋，Φ22螺纹钢，长度为1m，铺挂单层网片，网片与钢筋焊接，提高混凝土的整体性，防止出现喷锚过程中混凝土滑落。
速喷混凝土后进行立架、喷锚施工，为保证后续施工安全，避免开挖过程中出现较大渗水、塌方情形，在此种地质围岩下除正常进行超前小导管注浆施工外，还应防止因水流冲刷造成的侧墙及掌子面的失稳。在渗水量较大里程段进行全断面帷幕注浆处理，分别打设6m、10m深注浆管，其中6m深注浆管沿掌子面周边呈放射状以15°外插角打设，10m深注浆管垂直于掌子面打设。注浆材料为水泥-水玻璃双液浆，注浆压力0.5～1.5MPa。
2.2局部涌水、突泥
险情类型：2011年6月9日大跨段2部，里程DK10+920.12处爆破后在挖机扒渣清表施工过程中，掌子面右侧及拱部上方发育有半充填型溶洞，充填物为淤泥夹杂碎石，出现涌水、涌泥现象很快形成较大塌腔。
该区间段围岩设计为Ⅴ级，实际围岩类型为土石互层、半土半石结构，土石分界明显。岩层节理裂隙较发育，基岩裂隙水富水量丰富。土层为淤泥质粘土，遇水软化垮塌，在基岩裂隙水冲刷下，土层结构中很快形成塌腔并持续涌泥，半侧掌子面失稳。
处理措施：立即启动涌水、突泥应急机制，根据险情类型决定是否需对突水、涌泥部位对应的地面位置进行围闭。组织监测人员在对应地面位置布点监测，时刻关注地面沉降量及管线变形量。
洞内处理措施为将掌子面内涌出的碎石、淤泥用作原地封堵，减小水流的冲刷作用。同时用编织袋装填碎石对掌子面涌泥部位进行封堵，用脱落的碎石、淤泥临时支撑失稳的掌子面，减缓脱落面的垮塌。封堵过程中在底部插入Φ108的钢管作为引水管，引水管端部焊接阀门。封堵掌子面淤泥的同时，迅速准备喷锚材料，对塌腔体拱部及涌泥部位进行喷锚封闭，制止持续垮塌，可在喷锚材料中适当加入速凝剂以加快混凝土的凝固。待险情基本稳定后，用沙袋将塌腔处层层封闭，在顶部预留喷锚料充填口，进行塌腔内部喷锚回填，同时向涌泥部位及掌子面拱部打设注浆管，喷锚回填、充料结束后，通过预埋及打设的注浆管压注1：1水泥-水玻璃双液浆加固塌腔部位及周边岩体。注浆过程中根据引水管内浆液渗漏情况，适时将引水管止水阀门关闭。洞内处理结束后，根据地面监测沉降及变行情况将险情解除，拆除地面围闭。
3施工建议
3.1超前探测预报
为确定富水岩溶区溶洞、岩溶发育区、富水破碎带等的发育规模、形态及与暗挖结构的相对位置，减小施工过程中的风险。施工前及施工过程中需进行地质超前探测预报，现场施工中分别进行了地质详勘、高密度电法CT探测、洞内超前探孔等预报与探测措施，确定隧道开挖范围内风险源位置，并进行洞内超前注浆或地面投料、注浆施工等，减小或规避险情的发生，为暗挖施工提供安全保障措施。
3.2应急物资储备及应急演练
针对大连地铁富水岩溶区域暗挖施工过程中存在的突水、涌泥、塌方等各种施工风险，施工现场应储备足够的钢管、方木、编织袋等各种急物资，成立应急指挥协调小组，并针对各种险情进行演练。
4结语
大连地铁施工地质条件复杂，地质勘探钻孔遇洞率达55%，在施工过程中多次遇到充填型或半充填型溶洞，洞内积水较多，极易发生涌泥及坍塌事故。现场通过封堵涌泥、速喷混凝土、注浆加固等措施，化解了险情，使暗挖施工能够安全进行。本文以现场施工中发生的两次小型险情为例，简要介绍了此种情形下的现场应急处理措施，为后期类似险情的处理提供参考借鉴意义。
在险情发生后及处理过程中，时刻牢记以人为重的原则，险情能处理时，第一时间应急处理，险情无法控制时，第一时间组织井下人员撤离并做好地面场地的围闭工作。
参考文献
《隧道施工技术规范》（JTJ042—94）中华人民共和国交通部发布
《大连地铁207标项目经理部应急预案》2010（1）12～15
地铁暗挖施工突水涌泥紧急处理措施
更新时间：2024-03-06
作者：用户投稿
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