2015二级建造师水利工程复习资料：隧洞流砂坍方处理

　　7．隧洞流砂坍方处理

　　7．1 坍碴处理

　　星云湖抚仙湖出流改道工程二标段11＋100～11＋830段由于轴线上有数十年前开采小煤窑洞穴，经数十年的堆积沉降，洞穴内淤积为流砂，流砂位于隧洞断面拱部，且压力极大、分布情况不明，很难避免坍方，于2004年4月28日在11＋628坍塌过程中，仅数分钟将埋深20米的地表坍穴．

　　流砂从拱部或边墙涌出时，洞穴内积水一并向外喷涌，所以坍塌的第一时间不应及时处理，应待流砂坍塌、积水涌出自然沉淀形成封堵体达到稳定后，才能让施工人员到位进行处理。

　　由于流砂固有的流动性，处理流砂坍方时先对坍碴进行横向堵截，即采用钢材或木材横向将坍碴截断，增加坍碴纵向稳定，避免在处理过程中砂体流动，保证施工安全，确保拱部坍孔出砂体自身稳定。

　　7．2 坍孔封闭

　　封闭坍孔采用同上5隧洞流砂段超前支护和6隧洞流砂段开挖和支护，处理过程中洞内应设专职安全员，洞外随时观察地表动向，洞内外有开裂、沉降、变形等情况，应及时采取措施。

　　8．隧洞砂岩地段涌水、涌砂处理

　　星云湖抚仙湖出流改道工程二标段2#斜井位于F1－1．F1断层影响带，围岩为粉砂岩互层，节理发育、极为松散破碎，施工至K0＋138时为强风化砂岩带，地下涌水瞬间达100m3/h，由于斜井施工的特殊性，涌水涌砂同时爆发，喷涌速度及快、围岩内水压力极大。

　　8．1 作好充分排水的排水准备

　　斜井施工洞内积水均位于掌子面，砂体沉积于底部，宜采用座式抽水机，涌砂时便于及时撤离掌子面，否则将被瞬间爆发的砂体掩埋。抽水机和排水管道应能满足要求，短时间的排水不畅均会导致洞内积水直至停工或造成其他安全隐患。

　　8．2 停止出碴、加强支护

　　掌子面为强风化砂岩，节理发育、松散破碎、透水性强，掌子面积水积砂达一定程度后，其内压力与外压力平衡时，涌水涌砂自然停止，此时岩层内流砂沉积于岩体缝隙内，地下水位自然上涨，内水压力升高，掌子面沉积砂体不应及时清除，保持其内外应力平衡，及时加强风化段支护或浇筑永久钢筋砼。经验得知：如及时将堆积砂体清除，涌水涌砂最段在1小时内爆发，最长在12小时内爆发，但流砂量逐步减小，渗水量不变。

　　8．3 超前探孔、管棚支护

　　8．2条已分析出，岩层内为沉积砂体和高水位形成较高地内水压力，此时采用灌浆方法时，在流砂流动性和岩层内水压力的作用下会阻塞灌浆管道，效果不明显。即使采用高压注浆，其工程费用较大、工期较长，费时费工。宜采用管棚超前支护。

　　8．4 布置超前管棚

　　超前管棚的布置，应采用地质钻打设管径不小于ф89的钢管，钢管每节长度1m～3m为宜，间距20厘米。由于岩层为粉砂堆积体，必须封闭管棚间空隙，采用ф40管棚、钢筋网或其他方法填补空隙，以保证砂体不渗漏、渗水畅通的目的。

　　布置好超前管棚后，钢管内注入水泥浆液，加大管棚抗压、抗弯曲能力。必要时将ф40管制作为注浆花管，注入适量水泥浆，固结径向50厘米粉砂体，减少流砂渗漏。

　　8．5 短进尺、弱爆破、强支护

　　形成ф89与ф40超前管棚支护后，进行爆破施工（能进行人工开挖时，尽量采用人工开挖，减小对岩体的扰动），开挖进尺控制在0．5米，同时采用多极爆破，即先爆破中间掏槽部分，后进行径向扩大爆破。周遍眼间距不大于30厘米、间隔装药单独爆破。

　　加强挂网喷浆支护，必要时挂设ф8钢筋网格局10厘米，超挖部分严禁使用片石回填，均使用喷C25砼回填。

　　必要时，浇筑永久钢筋砼。

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