高水压隧道

2024-12-26

高水压隧道（精选7篇）

高水压隧道篇1

摘要：文章依托工程实例, 对高水压富水山岭隧道的设计思路和工程建设的施工技术措施进行了论述。期望通过本文的研究能够为同类工程的设计与施工提供借鉴参考。

关键词：高水压,富水,山岭隧道,设计施工

1 高水压富水山岭隧道的设计思路

为了便于本文研究下面以某工程实例为依托, 对高水压富水山岭隧道的设计思路及施工技术措施进行论述。某隧道工程位于XX山脉中部, 属于典型的低山丘陵区, 工程所在地的地形受构造和岩性控制。该隧道中部的分水岭高程为640m, 隧道全长约为3850m, 平长期预计涌水量约为13104m3/d, 平均每米的涌水量可达3.1m3/d, 雨季时的最大涌水量可达32759m3/d, 该隧道属于涌水量较大的隧道;可溶岩地段的长度约占隧道全长的39.2%, 该地段集中涌水、突出和突泥现象对隧道施工造成了极为不利的影响;具有腐蚀性的地下水长度约占隧道全长的40.7%, 静水压力为1.0~1.5MPa, 属静水压力较大的隧道。综上, 该隧道工程的地下水具有涌水量大且集中、静水压力大、强腐蚀等特点, 由此会对隧道的施工建设及运营造成极为不利的影响, 故此, 在设计和施工过程中, 必须采取有效的技术措施, 确保施工安全有序进行。

1.1 设计流程

相关研究结果表明[1], 作用于注浆圈及衬砌上的水压力与隧道允许排水量和防排系统及排水方式有着密切的关系。为此, 在隧道设计过程中, 必须先确定出工程所在地的允许排水量, 然后再结合隧道的围岩等级、衬砌安全等级以及工程造价等合理确定出衬砌结构可接受的外水压力大小;依据上述两点确定出隧道的允许排水量, 最后确定出注浆圈的厚度及渗漏系数。图1为注浆圈参数的设计流程。

1.2 设计要点

1) 允许排水量。通常情况下, 隧道允许排水量可结合工程所在地的地理环境、水文地质条件、隧道结构的力学状态等因素进行确定[2]。通过对与该隧道临近的一座隧道的运营情况看, 其所采用的最大控制排放量为1.0m3/m·d, 使该地区的水资源和生态环境获得了有效保护。鉴于此, 本工程在参照临近隧道允许排水量的同时, 综合考虑其它方面的因素, 最终将允许排水量设计为0.7m3/m·d。

2) 外水压力。在富水山岭隧道的设计过程中, 衬砌可接受的外水压力可按照工程所在地的地质条件综合分析隧道围岩的应力情况加以确定。由于本工程位于断层之上, 节理裂隙杂乱无章, 呈角碎状结构, 裂隙水极为丰富, 岩体破碎情况较为严重, 开挖后围岩容易出现坍塌现象。鉴于工程所在地的地质条件相对较差, 故此在衬砌结构设计时, 应当尽可能使外水压力降至最小, 这样能够进一步确保结构的安全性。

3) 注浆圈参数设计。相关研究结果和工程实践表明, 注浆圈的厚度在4~8m之间, 渗透系数取围岩的1%~2%最为经济、合理。通过计算可知, 当渗流量大于50m3/m·d时, 0.7m3/m·d的控制较为容易实现。综合考虑工程造价、施工难易程度、结构受力状况等多方面因素后, 决定选取注浆圈的渗透系数为4.6×10-4m/d, 厚度为5.0m。

2 高水压富水山岭隧道施工技术措施

2.1 注浆施工要点

1) 注浆压力。当溶洞中存在裂隙段时, 应适当增大注浆压力, 加大的值可按照现场情况进行确定;注浆的初始压力应尽可能低于终压, 可按照现场浆液的实际消耗量灵活掌握。

2) 浆液浓度。注浆中使用的浆液可按照先稀后浓逐级加浓的原则进行调整。初始的浆液浓度可按照围岩的单位吸水率进行确定, 如有必要可加入适量的速凝剂。

3) 注浆结束标准。该指标对注浆质量起决定性作用, 掌握好注浆结束的时机, 不但能够节省浆液用量, 而且还能进一步提高堵水效果。单孔的结束标准为注浆压力逐渐升至设计终压后, 持续注浆10min左右, 当进浆量小于20L/min时, 孔涌水量小于0.2L/min时, 便可停止注浆。

2.2 技术措施

1) 正式开始注浆前, 应当先在地质条件类似的岩层中进行试注浆, 以此来获取相关的指标, 如浆液填充率、注浆量、终压等等。

2) 在对单个孔段进行注浆时, 要保证浆液灌注的连续性, 若是由于特殊情况需要中断注浆, 最长不得超过30min, 重新灌注前应进行洗孔。

3) 注浆顺序应当由外向内, 同一注浆圈内孔分序间隔施工。

3 结论

综上, 本文依托工程实例, 对高水压富水山岭隧道的设计思路进行了分析, 并在此基础上对提出了相应的施工技术措施。通过文章中提出的设计步骤和施工措施, 确保了该隧道工程的建设安全、有序进行。

参考文献

[1]张成平, 张顶立.高水压富水区隧道限排衬砌注浆圈合理参数研究[J].岩石力学与工程学报, 2007, (11) :2270-2276.

[2]谢兴华, 盛金昌, 速宝玉.隧道外水压力确定的渗流分析方法及排水方案比较[J].现代隧道技术, 2002, (S2) :14-17.

高水压隧道篇2

隧道结构处于地层、围岩的覆盖之中,隐蔽性强,易受各种劣化因子的影响,造成损伤积累;承水压的隧道结构,衬砌还会受到高水压侵蚀、水压渗透等加剧结构损伤的外作用。损伤的积累不仅导致了大量的隧道水害,甚至可能造成结构的突然失稳,导致大型灾害的发生。水压作用下隧道全寿命期间服役性能下降的主要原因是其导致了衬砌结构的开裂损伤、腐蚀及渗漏水。

混凝土衬砌的破坏总是由混凝土材料的开裂和裂缝扩展所引起的[1]。混凝土衬砌在高水压作用下从细观结构层次的微缺陷发展至宏观结构存在的开裂直至最后的破坏、失效。正确地描述混凝土衬砌损伤随时间变化的规律,可对隧道进行安全稳定性校核、服役寿命预测等,这对隧道衬砌结构的设计计算非常重要。修建穿越高水位地下水区域的隧道曾经被视为隧道工程领域的禁区,然而近年来高水压隧道工程的设计、施工及服役期的维护等问题已经成为学术界和工程界必须要面对且设法解决的问题。目前对水压作用下的混凝土结构稳定性、安全性的研究主要集中在大坝、水工隧洞以及公路铁路隧道衬砌的水压力上[2,3,4,5]。随着交通发展的需要,承水压隧道、海底隧道等不断增加,隧道衬砌结构承水压问题的研究就显得尤为必要。之前的研究主要集中在衬砌承受水压力的计算、隧道涌水量、结构的防排水和处理等的研究[6,7,8,9,10],在高水压环境中的隧道衬砌的损伤特性及表达的研究文献有限[11]。对高水压隧道混凝土衬砌损伤机理的研究,有助于对穿越富水区隧道的运营和维护等问题的解决,保证了工程的安全性,提高了经济性。

1 混凝土衬砌水压渗透作用

1.1 混凝土裂隙系统渗流规律

当前对开裂混凝土的渗透特性的研究主要集中在混凝土渗透系数。水在混凝土裂缝中的渗流模型大都依据立方定律而建立[12],但是立方定律并不能真实地反映混凝土的渗透性能,需考虑渗透系数与裂缝开度、内部的弯曲/连通情况以及裂缝表面粗糙度的关系[13,14]。基于理想型裂缝和迂曲裂缝的渗流方程,文献[15]引入反映裂缝表面粗糙度的影响修正系数C,建立了混凝土真实裂缝的渗流方程并建立其渗透系数计算公式:

式中:C对混凝土裂缝一般取1.12。g为重力加速度,υ=μ/ρ为水运动粘滞系数,ρ为水的密度,μ为水的黏度;b为裂缝宽度。

混凝土的裂缝一般不可能仅仅为单裂缝,而是由众多裂缝组成的裂缝系统,在这个裂缝系统中,往往存在一条或几条主裂缝,其他的为附属的死端裂缝。主裂缝会成为混凝土劣化贯通的宏观开裂裂缝。混凝土的渗透性与混凝土裂缝系统的结构有很大的关系,如果材料孔隙率高但是裂缝相互之间不具有连通性或者连通性较差则材料的渗透性能就较差,所以单纯地用孔隙率来作为表征材料渗透性能指标并不科学。因此,孔隙率指标可以用有效孔隙率ne来表征混凝土裂隙系统的结构特征,有效孔隙率可以通过混凝土渗透性能电导试验测得;同时混凝土裂隙内部的流体饱和度s(w)也同样影响混凝土的渗透性能。因此,混凝土裂隙系统的渗流方程可以基于单裂缝的渗流系数来构建,考虑到裂缝系统的结构特点,构建混凝土裂缝系统的渗流方程并建立混凝土裂缝系统的渗透系数计算公式:

式中:ne为混凝土的有效孔隙率。

混凝土裂缝的张度绝大多数并不是均匀的,在对裂缝宽度进行计算时,可根据式(3)进行均匀化:

式中:f(x)为裂缝张开度分布函数。

对于有效孔隙率ne,可采用Weibull统计分布函数求解与孔隙率之间的关系,Weibull分布密度函数表达式[16,17]如下:

式中:s表示混凝土力学参数;m为不均匀系数;s0为细观单元统计平均值。

对有效孔隙度进行Weibull均匀化:

由于有效孔隙度与孔隙度之间是等价无穷小的,所以有

解得:

式中:n0为孔隙度统计平均值,m为不均匀系数。

将式(6)代入式(2)得混凝土初始渗透系数:

1.2 富水区山岭隧道外水压力

高水压山岭隧道衬砌所处的围岩环境一般都是裂隙岩体,作用在裂隙岩体中的地下水孔隙水压力传递到衬砌上,其水压力集度的量值和衬砌与围岩交界面中的孔隙水压力值相当[18]。衬砌所承受的水压力荷载只与衬砌背后的岩体中的孔隙水压力相当,与岩体的形状、大小均无关,所以,计算裂隙围岩环境中的裂隙水压力可以采用等效连续介质计算模型。隧道衬砌的水压力计算可以采用退化的轴对称计算模型[19]。假设隧道衬砌断面为圆形,围岩为各向同性的均质连续体,地下水渗流场满足渗流连续方程和达西定律,设远处水恒为H,不考虑初始渗流场及对应的渗流荷载,计算示意图如图1所示。

对于衬砌背后孔隙水压力的计算可以采用如下公式:

式中:β为水压力折减系数,γω地下水的容重。其中β可采用如下公式计算:

式中:K1、Kr、KR分别为衬砌、围岩和注浆圈的渗透系数,r为轴对称同心圆距研究位置的半径,r0、r1为衬砌的内外径,rR为注浆圈外径。

1.3 混凝土衬砌静水压力分布规律

水在混凝土衬砌中的渗流为稳定渗流,满足达西定律且和时间无关。根据地下水连续方程和达西定律可推出混凝土衬砌静水压力和渗透系数之间的关系[20]:

式中:K为混凝土渗透系数;γw为水的容重;E为混凝土弹性模量;p为静水压力;μ为水的黏度系数。

对于圆形衬砌(见图1),静水压力平衡方程可以用极坐标的形式表示:

边界条件为:

解上述平衡方程(p1由式(8)求得)得:

2 混凝土结构弹塑性损伤模型

2.1 损伤场变量

用弹性模量定义混凝土损伤变量是基于Lemaitre等[21]的等效应变假设建立的,假设材料在完全未发生损伤时和完全损伤破坏时(D=0和D=1)时,有效应力作用下材料的应变ε是等效的。等效应变假设为构建考虑损伤的混凝土本构模型提供了一种简便的方法,即未考虑损伤情况下建立材料的本构模型:

式中:为有效弹性模量。

混凝土在细观层次上具有非均质性,可以采用Weibull统计分布密度函数进行均匀化[16],对混凝土损伤而言,细观上损伤与混凝土应变之间具有对应关系,基于Weibull分布函数建立如下关系:

而混凝土宏观损伤劣化是细观单元破坏的累积的结果。不考虑初始损伤的情况下对式(14)进行积分得考虑混凝土非均质性的损伤变量:

2.2 损伤演化方程

混凝土衬砌的塑性损伤模型是基于损伤是各向同性的,即在水压渗透作用下的衬砌混凝土的损伤是各向同性的,可以定义损伤为标量,但是混凝土的受拉和受压载荷作用下的损伤机理有很大的区别。所以这两种载荷情况的损伤表述也应不同,在复杂应力状态下如三轴应力状态,损伤变量[11]可以表述如下:

式中:D为标量的损伤变量;DT、DC分别为单轴拉压载荷作用下的损伤变量。αT、αC为待定系数且满足αT+αC=1,其中

为只含有初始损伤材料主应力对应的主应变;为体积主应变。

塑性理论中混凝土的应变可以分解为弹性应变和塑性应变,结合式(15),单轴压缩和拉伸损伤变量的计算公式[22]分别为式(17)和式(18):

3 混凝土衬砌渗流-应力-损伤耦合模型

3.1 渗流-应力-损伤耦合机理

高水压作用下的混凝土衬砌结构承受外水压力和内水压力的作用,考虑损伤的混凝土衬砌结构在高水压环境中还增加了渗流场的作用。混凝土裂隙内的内水压力对裂隙具有水力劈裂作用,改变了混凝土衬砌的应力场,应力场的重新分布也是裂隙结构的重新分布,产生了新的渗流通道,这些变化主要带来两个方面的变化:一方面,弱化混凝土衬砌的服役性能,导致混凝土的各向异性显著;另一方面,渗流通道的变化改变了渗流场的渗流规律,混凝土的渗流场主要表征流体的渗流规律以及混凝土的渗透性能,这两方面都与混凝土的渗透系数强相关,而损伤场的存在导致混凝土有效应力的改变,从而导致应力场的重新分布,进而改变渗流场,所以渗流-损伤耦合实际上是渗流-应力损伤的耦合,而应力场的改变导致的裂隙的重新分布又将进一步导致损伤场的改变,渗流场、应力场、损伤场这三者在相互影响相互作用过程中,形成动态平衡状态[23]。

3.2 渗流-应力-损伤耦合模型

基于混凝土圆形衬砌的平面应变假设以及弹塑性损伤模型,对于圆形隧道衬砌来说,损伤耦合问题又是轴对称问题,考虑静水压力的作用。可以采用平面极坐标分析计算,则可以建立如下耦合模型:

平衡微分方程[5]:

几何方程:

有效应力:

式中:σr、分别为径向应力和环向应力;η为静水压力作用面积系数;p为静水压力,D为损伤场变量,对于高水压隧道衬砌,由于静水压力很大,结构的应力状态和静水压力有很大的关系,此时衬砌的径向压应力为第三主应力,环向压应力为第一主应力,即,结合文献[5],建立考虑弹塑性损伤的Mohr-Coulomb屈服条件:

将式(21)代入,得:

联立式(12)、式(19)和式(22),得:

式中:φ为混凝土的内摩擦角;c为混凝土的凝聚力。

边界条件:

渗流方程结合杨天鸿等[23,24]提出的考虑突跳系数的渗透耦合方程并结合式(21)可得:

于是,得到渗流-应力-损伤耦合过程的控制方程:

基于渗透系数的突跳系数定义[23]以及其与损伤的关系,在渗透损伤耦合时,突跳系数ξ由式(27)确定:

4 算例分析

以某山岭隧道圆形衬砌为算例,采用有限元分析软件ABAQUS进行分析计算,实现高水压山岭隧道混凝土衬砌基于流固耦合的损伤分析。

4.1 模型建立

该圆形衬砌模型内半径r0=4m,衬砌厚度为d=30cm,圆形衬砌承受的初始围岩竖向有效应力为2.0 MPa,侧压系数为0.8,水头H=120m,围岩和衬砌的力学参数如表1所示。

围岩的初始渗透系数Ks0=3.0×10-10m/s,初始孔隙率ns0=0.4;衬砌的初始渗透系数K10=3.0×10-12m/s,初始孔隙率n10=0.04。基于建立的三场耦合模型,通过ABAQUS有限元分析软件建立山岭隧道整体模型和衬砌模型如图2所示。

4.2 模型分析方案

方案1:不考虑损伤、渗流和应力之间的耦合作用。方案2:考虑流固耦合作用,即渗流和应力的耦合,不考虑损伤与渗流和应力的耦合作用。方案3:考虑渗流-应力-损伤之间的耦合作用。

4.3 模型结果与分析

通过ABAQUS有限元分析,方案3的损伤值较方案1和方案2有显著的增加。方案1-3的衬砌有限模型的损伤分布云图如图3-图5所示。方案3的最大损伤值是方案1和方案2的51倍和6倍,可见,考虑渗流-应力-损伤三者的耦合更能反映承水压混凝土衬砌损伤的具体情况,而不考虑三场耦合的情况下损伤几乎不演化,说明渗流和应力对承水压衬砌损伤影响非常大。而考虑渗流和应力耦合的损伤值较之不考虑三者耦合的损伤值增加了1个数量级。从上述分析可知,承水压衬砌损伤、渗流和应力之间具有显著的耦合作用。

从图6中可以看出,方案3中衬砌拱腰内壁的损伤值最大,说明隧道衬砌在水压作用下,内壁的损伤演化快于外壁。由于衬砌的损伤与塑性应变有强相关性,而衬砌内壁没有固定边界,故在外载荷作用时,其内壁的应变最为明显。同时,损伤都具有上升的趋势,说明损伤仍然可能会继续发展。

山岭隧道衬砌在高水压作用下,渗流、应力和损伤之间具有显著的耦合作用,在进行衬砌服役期的稳定性分析过程中,有必要考虑损伤的影响,同时也有必要考虑损伤的耦合作用。高水压山岭隧道衬砌的损伤机理与其渗流规律等有密切的联系。

5 结论

(1)提出了基于混凝土理想单裂缝推导的裂缝系统的初始渗透系数计算公式。建立了混凝土结构的弹塑性损伤模型,采用双标量损伤场变量,降低混凝土损伤各向同性的假设对分析带来的影响。

隧道施工之水压爆破篇3

常规爆破, 爆轰波在药卷中传播。一是沿炮眼径向传播, 在药卷部位的周边围岩中传播, 称为应力波, 该应力波的强度不受炮眼堵塞与否的影响;二是向沿炮眼方向传播, 当在炮眼无回填堵塞部位传播, 称为击波, 由于这个部位充满了空气, 击波部分能量因压缩空气而损失, 击波在炮眼周边围岩中传播也称为应力波, 所以应力波的强度因无回填堵塞而降低, 结果削弱了对围岩的破碎, 这是炮眼无回填堵塞存在的问题之一。存在的问题之二, 炸药爆炸时在炮眼周边围岩中除产生应力波作用之外, 还有爆炸气体膨胀作用, 由于无堵塞, 即无阻挡, 膨胀气体很迅速从炮眼口冲出, 极大地削弱了膨胀气体进一步破碎岩石的作用, 而且冲击波过强, 爆破飞石过远。

水压爆破是将炸药装置在受约束的有限水域 (如充满水的炮眼、深孔、药室以及容器状构筑物或建筑物) 内, 利用水作为传能介质来传递炸药爆炸时所产生的能量和压力, 以此来破碎周围介质的方法。水是液体, 流动性大, 是波的良导体但水的可压缩性差, 通常作为不可压缩的介质对待。与空气相比, 水的密度大可压缩性小, 故炸药在水中爆炸时, 水本身消耗的变形能很少, 爆炸能量的传递效率高。隧道掘进水压爆破相对隧道爆破掘进炮眼无回填堵塞, 一改常规, 往炮眼中一定位置注入一定量的水, 并用专用设备加工成的炮泥回填堵塞炮眼。炮眼水压爆破装药结构与炮眼常规装药结构相比, 在达到同样爆破效果的前提下, 可少装炸药20%。与常规爆破相比大致相同, 即炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序及微差间隔时间等都不变, 仅装药结构有所改变, 采用水袋、炸药和炮泥复合装药堵塞结构。采用水压爆破时, 由于炮眼中有水, 在水中传播的击波对水不可压缩, 爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中, 这种无能量损失的应力波十分有利于岩石破碎, 此外还会产生“水楔”效应, 更利于岩于破碎。

2 装药结构

针对不同炸药类型、炸药量及岩性的变化, 按照炮孔中药包与水介质的相对位置不同, 水压爆破装药结构大体分为以下四种:

1) 径向水耦合爆破:是药包直径小于炮孔直径, 其中充水耦合, 炸药爆炸能量均衡地加载到孔壁上。

2) 炮孔药包间水间隔爆破:当上、下药包起爆时, 药包对水柱中的水会产生强烈的冲击压缩, 此时水柱相当于一定密闭的高压水室。

3) 炮孔药包底部水间隔爆破:炮孔底部有水时宜采用此方法, 底部间隔段的水在炸药爆炸冲击作用下, 变为密闭的高压水激波, 完全作用于孔底岩石, 水的缓冲作用也降低了底部岩石的过度粉碎。

4) 炮孔上部水间隔爆破:炮孔需堵塞, 变集中装药为柱状装药。

3 装填方法

3.1 炮眼充水

把水装入塑料袋中, 然后把装满水的塑料袋填至炮眼中的设计位置。塑料袋为常用的聚乙烯塑料制成, 袋厚0.8mm, 直径35mm, 长300m m。水袋加工主要是塑料袋装满水后的封口, 目前采取人工绑扎封口。

3.2 制作炮泥

炮泥是由土、砂和水三种成分组成。三种成分的比例土:砂:水=0.75:0.1:0.15。炮泥制作采用PNJ一1型炮泥制作设备, 重310kg, 外形尺寸1362m m×590m m×1293m m。

炮眼中水袋长与炮泥长最佳比例, 即爆破效果最好时为3/4左右。

4 装药量计算公式

在水压爆破的装药量计算问题上有多种经验公式。

4.1考虑注水体积和材料强度

4.2 考虑结构物形状尺寸

在这些经验公式中基本没有考虑具体的建筑材料、建筑结构以及岩石破碎程度等问题, 而且公式中爆破参数选择范围较大, 会带来计算结果上的较大偏差。

5 影响水压爆破破坏程度的因素

水压爆破的对象主要是砼、岩石, 这类材料的特点是存在着天然的缺陷, 在爆破荷载的作用下, 材料中的原生裂隙被激括, 同时形成新的裂纹, 爆破荷载的持续作用将促使原生裂隙和新鲜裂纹扩展、贯通。材料破坏的宏观表现为:在荷载的作用下, 各种裂纹的产生、扩展、贯通, 其扩展、贯通情况反映了材料的破坏程度。所以, 影响裂纹形成、扩展、贯通的因素就是影响水压爆破破坏程度的因素。

5.1 材料强度

根据Griffith准则:无论材料的受力状态如何, 最终本质上都是拉伸应力引起材料的破坏, 材料中存在大量随机分布的似椭圆形裂踪, 在外力的作用下, 裂隙尖端产生集中拉应力, 当集中拉应力大于裂隙尖端材料的抗拉强度时, 原生裂隙就扩展, 即被激活。

5.2 材料厚度尺寸

水压爆破的施工工艺是把炸药装置在容器式构筑物中, 炸药爆炸产生的压力通过水传递给构筑物壁体, 在爆炸荷载作用下, 壁体向外膨胀。外表面材料处于受拉状态, 裂纹的产生是从外表面开始的, 随后向内表面发展。壁体越厚, 裂纹的扩展历程就越长, 裂纹的扩展和贯通就越难实现。

5.3 材料高度尺寸

由于水面切断效应, 结构物底面对渡的反射作用, 集中装药爆炸后作用力在高度方向呈不均匀分布, 如果高度与内径之比过大, 破坏程度将会有明显差异。

5.4 气泡脉动作用

炸药在水中爆炸所产生的水中冲击渡和气泡脉动分别表征了炸药爆炸的强动作用和准静作用。气泡脉动引起的二次压力峰值不高, 但作用时间长, 其冲量几乎与水中冲击波的冲量相当。

摘要：常规隧道施工爆破存在着一系列问题, 如能量利用低、飞石、震动和破坏氧平衡等。水压爆破一反常规, 在安装炸药时放置一部分水来改善常规爆破的不足。

高水压隧道篇4

随着人们的环保意识也越来越强, “以排为主”甚至“完全排出”的方式现在也不被提倡了。在这种情况下, 必须改变“以排为主, 排堵结合”的方式, 采取“以堵为主, 排堵结合”的方案。

在富水区修建公路隧道时, 隧道的埋置深度以及水头高度决定了隧道衬砌结构的水压力大小, 隧道埋深越大, 水头高度越高, 衬砌结构承受的水压力荷载越大, 如何安全、可靠地进行隧道设计、施工又不影响生态环境的关键在于确定衬砌结构上的水压力大小。

由于交通等部门还没有统一的规范参照, 所以大多还是参照水工隧道设计规范。国内最早提出衬砌结构水压力问题的主要是水工隧道的专家学者, 起初张友天等人提出水压力是水工荷载的主要荷载, 对于衬砌的型状和尺寸起着决定性作用.I.W.Farmer等对支护的静水压力进行研究, 提出注浆能有效控制地下水的排放, 从而在一定程度上能减小衬砌上水压力的作用;王建宇等提出了“全堵型”和“注浆+排导”两种防水方式, 还针对水压力的计算提出了关键性的建议。随后, 铁道部提出了“限量排放”的新方案来处治地下水。由此可见, 隧道工程水压力问题越来越为大家所重视了。

2 衬砌水压力计算方法

目前, 隧道衬砌水压力的计算方法大体分为4种:

(1) 浅埋隧道中, 对地下水采取“以排为主”的方案, 隧道的设计规范不考虑水压力在衬砌上的作用;

(2) 在富水区深埋隧道中, 水头较高, 衬砌结构水压力不可以不考虑, 但是在这方面可供参考的研究资料较少, 没有统一的规范可以遵循。所以, 富水区深埋隧道大多借鉴水工隧道计算水压力的方法, 即水压力折减系数法。计算公式如下:

式中, P—作用在衬砌上的外水压力;β1—初始渗流场水压力修正系数;β2—衬砌与围岩渗透相对关系修正系数;β3—防排水措施对衬砌外水压力影响修正系数;P0—计算点处由地下水位产生的静水压力。

(3) 公路隧道工程采取的研究方法有很多的差别, 但是大体上是运用折减系数法, 逐渐按均质围岩嘉定, 按照Darcy定律, 对隧道围岩渗流场进行分析, 确定衬砌结构的水压力。

Darcy定律公式如下:

式中:Q—渗透流量;ω—过水断面;h—水头损失;L—渗透途径;I—水力梯度;K—渗透系数。

(4) 考虑渗流场与围岩应力场耦合作用的问题, 从理论上讲, 考虑耦合作用是比较精确和合理的方法, 但是这方面的研究需要较多的模型和现场试验支撑。

3 渗流理论分析

假定岩土体在水压力特性下为各向同性、均匀的连续性介质, 用分布在围岩和衬砌结构上的场力来表示地下水对围岩和衬砌的作用力, 即为渗流力。渗流的基本是法国工程师达西由实验总结而得的Darcy定律, 即:

式中:v为断面平均流速, u为点流速, Q为渗透流量, A为断面面积, k为土体渗透系数, j为水力坡降。

由Darcy定律可得, 岩体中水流的流速为

式中:v为渗透水流流速, k为渗透系数, j为水力坡降, h为水力势。满足Darcy定律的各向同性均质岩体中渗流的基本微分方程是连续性方程, 即渗流场中水在某一单元体内的增减速率等于进出该单元体内的增减速率等于进出该单元体流量速率之差, 也是质量守恒定律在流体力学中的具体表述形式。这组方程是封闭的。即:

式中:ux、uy、uz为流速。

地下水在围岩与衬砌中的非饱和渗流方程为

式中:h为水头;x、y、z为空间坐标;kx、ky、kz为x、y、z轴方向的渗透系数;Q为抽水量, s为贮水率;t为时间。

对于围岩内各向同性的渗流场, 方程可表示为

由于流体在孔隙中的流速比较小, 水力势可以表示为

式中:γw为水的重度, Z为位置水头, p为孔隙水压力

地下水引起的渗透场中, 孔隙水压力p的梯度即为渗流力, 可得公式:

4 总结

本文介绍了隧道水压力的概念, 并详细的介绍了高水压力的计算方法, 并阐述渗流场分析。对衬砌和岩土介质存在的渗流体积力进行定量计算, 并依据渗透系数随关系式考虑了渗流场与应力场的相互影响。

参考文献

[1]杨延毅, 周维垣.裂隙岩体的渗流一损伤祸合分析模型及其工程应用[J].水力学报, 1991 (06) .

[2]件彦卿, 张悼元, 王士天.岩体渗流场与应力场祸合的集中参数型数学模型研究[J].工程地质学报, 1994, 2 (01) :9-14.

[3]件彦卿.岩体裂隙系统渗流场与应力场藕合模型[J].地质灾害与环境保护, 1996 (01) :31-34.

高水压隧道篇5

关键词：大长隧道,水压复合爆破,封堵灵,钻孔封堵

目前,我国高速公路隧道爆破施工大多采用钻爆法施工,但因该技术循环进尺短,炸药能量利用率较低,且严重污染环境,这使钻爆法在隧道开挖施工中的应用受到限制,而在国外地下工程开挖中水压爆破法得到广泛应用。相比于常规爆破方法,该施工技术增加炮泥与水袋的加工和装填,在隧道开挖中可加大对炸药能量的利用情况同时改善施工环境。

封堵灵水压复合爆破法是通过改进水压爆破法中的封堵材料,来实现增强封堵效果及快速封堵炮眼的目的。

1 工程概况

张承高速公路为东西向高速公路,连接国家高速公路网络中的京藏公路与大广、京藏高速公路,也是河北省高速公路网的关键部分。平顶山隧道位于丰宁至隆化段,全线总长5.777km,为张承高速公路工程中控制性的工程。该隧道的最大埋深为478m,由于围岩多属于坚硬且脆的中-微风化花岗岩,因此在开挖隧道中可能会出现岩爆现象。此外,该隧道施工为特长隧道的施工。

平顶山隧道采用左右分离式,净距范围在34～20m,由于该工程范围地质变化稳定,且两侧进尺里程相距较小,因此隧道开挖方案为:右洞前期的爆破方式为水压爆破,后期为封堵灵水压复合法进行爆破施工;左洞为常规爆破。

2 各类爆破施工技术

2.1 常规爆破施工技术

常规爆破施工技术通常是指炮孔用纸壳堵塞或无任何回填堵塞的爆破施工法。该方法应用于平顶山隧道施工过程中左洞的开挖,开挖断面采用S4a1形式,楔形挖槽,总面积为91.42m2,总钻孔数为126个,钻孔深度为3.8m,装药总量为290kg,共计炮眼126个,耗药量290kg。常规爆破各种参数如表1所示。

2.2 水压爆破施工技术

水压爆破能有效排除纸壳回填所出现的堵塞问题。相比于常规爆破,水压爆破的不同之处在于炮眼的装药结构(图1)。水压爆破是指在所有炮眼中的固定位置按照比例放置水袋及炸药包,该技术通过水的不可压缩性来加强爆炸时产生的能量,此外水所产生的水雾将达到除尘的效果。在炮孔中使用炮泥与水袋进行堵塞,能防止炸药能量外漏,从而提高炸药爆破的效率,因此水压爆破在隧道开挖中属于“绿色爆破”。

其中炮眼深度为L,炮眼底部与中长度水袋长度分别为L1、L3,炸药总长度为L2,炮泥总长度为L4。

炮泥采用的材料主要为粘土、水及砂。为确保施工质量,其中粘土的含水量应不得大于8%,最大粒径不大于10mm,对于大颗粒应当进行人工破碎;砂含水量小于3%;此外,为避免炮泥出现失水变硬的现象,制作时间应当在施工前2～3h进行。水袋为聚乙烯材料,直径35mm,厚度0.8mm,长度为200mm,在灌装时应当确保饱满,对封口进行严密。水袋炮泥装填应当注意其顺序,由炮眼底部至炮眼口处的填装顺序为水袋、炸药交替装填,且连接处一定要紧密,水袋装填时应当通过炮棍一袋一袋将其捅入炮眼设定处;此外,回填炮泥时也需要通过木棍将其进行捣鼓,确保回填坚实。

2.3 封堵灵水压爆破施工技术

封堵灵水压爆破施工工艺与水压爆破施工工艺具有相同的流程,不同之处在于将水压爆破中堵塞炮眼的炮泥替换为封堵灵,以及增加回填炮眼的水袋数量。封堵灵在封堵中通过A,B组填料进行反应,固化时间通常为20～60s。相比于炮泥,封堵灵是一种树脂材料,操作简单方便,减少装药而进行的封堵时间,从而实现快速封堵的效果,且由于反应过程中树脂材料与孔壁紧密贴合,能增强封堵的牢固效果。同时封堵灵因其封堵总长约20cm,故水袋在炮眼回填时数量多1～2节,然而炮孔装药结构及底部的水袋不变,因此该爆破施工方法能够更好地增加除尘效果。

3 结束语

张承高速公路平顶山隧道开挖工程将水压爆破法与封堵灵新型材料进行结合,成功将封堵灵水压复合法应用于长大隧道开挖施工中。对该工程隧道开挖施工技术研究分析如下。

(1)水压爆破施工技术所采用的封堵材料制作简单便于就地取材,因此具有成本小的优点;但由于水压爆破相对于常规爆破所需要的时间较长,施工人员为减少时间,会出现施工不到位的情况,如此将导致炮泥捣鼓不密实及堵塞等问题发生,从而影响最终的爆破效果,此外在使用中炮泥易出现断裂现象,长时间放置时炮泥会因失水而变硬,进而难以捣鼓紧密。

(2)封堵灵水压爆破技术具有较强的除尘效果,能改善施工环境,减少炸药用量及均匀炮渣颗粒,炮渣颗粒粒径范围为0～80cm,方便装渣运输;较好的光爆效果,对周边炮眼残留提高较大,能更好地控制超挖效果,减小锚喷支护时间等优点。但该施工技术中封堵灵材料具有较高的成本,其需要与厂家提前预定,因此可能会出现因供货不足而影响施工的整体进度。

参考文献

[1]张宝.水压爆破在单线隧道施工中的应用[J].中国新技术新产品,2015(17):170-172.

[2]任震,程五一,刘敦华,等.封堵灵-水压复合爆破在隧道施工中的应用[J].工程爆破,2015(4):58-62.

[3]张卫国.水压爆破技术在隧道掘进施工中的应用[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2013(2):46-50,100.

[4]刘鹏舟.水压爆破技术在西秦岭隧道施工中的应用[J].甘肃科技纵横,2013(10):77-81.

[5]郑志强.水压爆破技术在长、大隧道施工中的应用[J].海峡科学,2010(4):48-50.

[6]徐伟.水压爆破在铺子山隧道施工中的应用[J].公路与汽运,2014(3):233-236.

[7]李海港,齐宏,张蔚博.水压爆破在隧道施工中的应用[J].公路,2016(6):280-283.

高水压隧道篇6

关键词：高水压,受损钻孔,止浆塞,分段注浆

门克庆煤矿3101工作面辅运巷5号联巷F5钻孔因为时间较长的腐蚀原因或者还有套管质量原因加上矿压原因发生了套管漏水现象, 同时出现孔口周围漏水、巷道煤壁渗水、顶板淋水加大的现象, 恶化了矿井生产环境, 增加了排水困难及矿井突水的危险性。为防止钻孔高压水对煤壁继续冲刷破坏, 杜绝安全事故, 需对突水钻孔尽快封堵。

1 高水压突水钻孔分析

1.1 水文地质条件

门克庆煤矿落座于鄂尔多斯盆地陕北斜坡北端, 开采侏罗系延安组煤层。F5钻孔开孔于3-1煤, 在垂高33m见2-2煤, 在2-2煤以上直接顶砂岩施工50m。孔深110m (斜距) 时出水30m3/h。孔深121m时出水153m3/h。水源来自2#煤直接顶砂岩孔隙、裂隙含水层。该孔参数见表1。

该含水层段以中粒砂岩和粗粒砂岩为主, 平均厚度为78.60m。砂岩孔隙、裂隙较为发育, 单位涌水量显示强富水性:1.0 L/ (s·m) <q≤5.0L/ (s·m) , 水压在4MPa~6MPa之间, 具有良好的渗透性。该层孔隙水相对于裂隙水而言体量大, 含水层水量丰富却难以注浆, 可注性 (Groutability) 差。

1.2 钻孔隐患分析

F5钻孔于2014年1月施工, 在2016年5月发现钻孔周围的煤壁往外流水, 巷道顶板出现淋水, 且越来越大, 总水量在15m3/h左右, 且有增长趋势。于是把钻孔放开, 上述现象才基本消失。经探查, 钻孔的套管在孔口内7m处断裂。分析脱扣断裂原因可能是综合作用的结果:时间较长的腐蚀原因加上套管质量原因再加上矿压原因。钻孔虽然打开, 但是排水条件不满足, 于是决定再关上。

钻孔位于巷道右侧3m处, 与3101辅运巷夹角5°, 接近平行, 长期关闭钻孔阀门会使得巷道煤壁压力大, 发生片帮造成安全事故和淹头淹面事故。钻孔水通过裂隙渗透到巷道顶板砂岩与钻孔周围煤层, 有突水危险, 直接威胁生产安全。

2 封堵方案的研究

2.1 封堵技术难点

(1) 水源来自2-2煤顶板砂岩空隙, 必须高压注浆, 否则不进浆。

(2) 突水钻孔附近的煤巷侧帮裂隙发育, 顶板稳定性不确定, 注浆压力过大破坏巷道侧帮及顶板。

(3) 套管在7m处脱扣断裂, 煤层裂隙发育, 套管固结程度较差, 注浆过程此处煤层有可能冲垮, 必须低压注浆。

(4) 钻孔水压大, 水量大, 有可能出现跑浆情况, 造成封堵不成功。

2.2 方案研究

2-2煤顶板砂岩可注性差, 不进浆的特点得到公认, 究其原因首先是水压高, 含水空间以孔隙为主, 因此要解决堵水需要高压, 但是孔口21m范围内煤层裂隙发育, 顶板裂隙发育, 稳定性不好, 特别是套管在7m处脱扣断裂, 必须低压注浆, 越低越好。针对这个矛盾决定将钻孔分为高压注浆段和低压缓凝段。即在孔底段施加高压注浆, 在孔口段, 用最低的压力灌浆。材料:普通硅酸盐水泥及必要时的水玻璃。

封堵大流量、高水压受损钻孔, 报道较多的方法是重下套管, 即“套管隔离封堵法”。对F5顶水作业重下套管有可能导致巷道煤壁片帮突水, 且施工难度大, 耗时长, 消耗材料多, 易导致安全事故。

使用止浆塞能实现分段注浆。孔口段低压注浆需要泄压, 在孔口段增加排气管 (泄压管) 。最后形成“分段注浆, 止浆塞内段高压堵水源、外段单液浆缓凝充填围岩裂隙及低压段空间、最后双液注浆封孔”的方案。

3 注浆方案落实

3.1 施工工艺

(1) 止浆塞。在木塞上缠绕海带。木制止浆塞总长1.3m, 端头长度为0.26m, 底部长度0.4m, 直径70mm, 中部留有0.64m的凹槽段, 直径为54mm。在凹槽处缠绕海带后的直径为73mm。

(2) 排气管。选用DN12钢管, 套丝连接, 不用管箍连接。在下好止浆塞之后手工下进孔内。在实施过程中, 为保证Φ50钻杆孔内孔外高强度连接, 排气管末端使用了一段胶管。

(3) Φ50钻杆。Φ50钻杆三大主要作用:一是作为注浆管对高压注浆段进行注浆;二是作为推送止浆塞的工具;三是通过漏浆孔给低压缓凝段充填浆液。

(4) 漏浆孔。当止浆塞彻底阻止浆液回返, 低压缓凝段便得不到水泥浆的充填, 为此在50钻杆与止浆塞托盘连接处下1m位置, 钻了一个Φ4mm漏浆孔。

(5) 四通法兰盘。孔口阀门外的法兰盘加工为四通法兰盘。见图1。

3.2 实施堵水

钻机把止浆塞推进至孔内100m位置。排气管下进95m位置, 在孔口, 先把钻杆与四通法兰盘上的钻杆接头上紧, 再把排气管连接好, 最后把四通法兰盘紧固到孔口闸阀上。

木塞与海带遇水膨胀30h后基本上封堵了钻孔出水水源。实现了高压注浆段与低压缓凝段的隔离。运用50钻杆这趟管路注单液浆高压封堵孔内深部空间, 注浆时压力循序渐进地提升, 最初, 排气管往外排的是略显浑浊的水。1小时后, 注浆量2.5m3 (水灰比为0.7~1) , 排气管往外排的是非常稠的水泥浆, 表明低压缓凝段基本上被水泥浆充满。

停注待凝时, 将50钻杆这路注浆管立即打开, 其表现是先流浆最后流水 (5m3/h) , 排气管也迅速打开, 其表现是先流浆, 最后流尽。30h后, 使用水玻璃﹢水泥浆双液封堵孔底残留水 (对封排气管也实施了双液浆封闭) , 快速完成了全孔封闭, 堵水成功。

4 结论

⑴受损钻孔异常出水, 对矿井安全生产存在威胁, 是矿井安全隐患。揭露高水压含水层的钻孔, 对其堵水需要高压注浆。

⑵对同一钻孔使用两种压力注浆, 本工程中以海带做止浆塞“分段注浆, 止浆塞内段高压堵水源、外段单液浆缓凝充填围岩裂隙及低压段空间、最后双液注浆封孔”的方案, 值得借鉴。

高水压隧道篇7

在地下铁道修建工程中, 盾构的始发与到达是最关键的环节, 同时也是最容易出现事故的地方, 调查发现大部分的盾构隧道事故都出现在隧道的始发和到达段。而越江盾构隧道由于其处于高水压环境下, 其盾构的始发与到达更加危险。高水压环境中盾构到达时仅通过在加固体外设置地连墙隔离难以消除盾构井内外的高水压差。为解决高水压大直径盾构隧道到达段的施工难点, 本文介绍了冻结法+水中到达法的保护措施, 很好地保证了在高水压环境下大直径盾构的安全到达。

1 工程概况

南京地铁十号线是南京地铁规划中重要的一条线路。其D10-TA03标段开始于长江北岸的中间风井, 中间风井位于既有纬七路过江公路隧道与浦口制水厂之间。线路由中间风井开始, 向东依次穿越长江北岸大堤、城南河、潜洲、长江主航道、梅子洲江防大堤, 到达江心洲站。隧道为单洞双线断面, 采用盾构法施工。盾构隧道管片内径10.2m, 外径11.2m, 厚度0.5m, 管片环宽2m。隧道最大覆土达37m, 最小处9.4m (接收端) , 江中段覆土埋深一般在14~18m, 冲槽段最浅处仅为11.4m。经前期勘察得知, 盾构到达端隧道洞身范围内为第四系全新统冲积层, 从上向下依次为②-3d3-4粉砂、细砂;②-3b2-3粉质粘土;②-3d3-4粉砂、细砂;②-4d1-2粉砂、细砂。隧道覆土从上向下依次为①-2素填土、②-2b4淤泥质粉质粘土、②-3d3-4粉砂。隧道底板以下 (4m) 为②-4d1-2粉砂、细砂。由此可知该盾构隧道处于高水压作用之下且盾构到达段为砂性土层, 且盾构到达段本身就是施工中的难点, 因此要制定相应的方案来保证盾构安全的出洞。

2 盾构到达施工注意事项

①当盾构开始掘进到达段时, 相关人员要时刻关注盾构机的空间位置以及其距洞门的距离。

②盾构出洞之前, 应保证端头地层的加固效果到达了设计要求。

③盾构到达段施工过程中要时时监测地表沉降, 保证信息化施工。

④施工盾构到达段时, 刀盘反力可能会不足以顶紧而管片而造成漏水, 为了避免这一情况, 把盾构到达段的最后6环管片连接成整体。

⑤在盾构到达段施工时, 要保证泥水系统正常运行和切削干砂量、土砂量数据的正常, 保证切口水压为最低值。

⑥当盾构切口靠近盾构工作井围护壁约2~3m时, 如果洞口土体较为稳定, 可逐渐降低泥水粘度及比重指标, 直至用清水替代。

⑦当刀盘掘穿盾构工作井围护壁后, 应立即停止推进, 并用清水置换切口泥仓内的泥浆, 同时清洗泥水管路。

⑧到达前200m, 每50m要进行导线和高程复测, 同时应对贯通点的净空进行测量, 以精确确定其位置。

⑨在盾构到达段内, 结合贯通位置, 参照设计线路, 每一环都必须严格地按制定的掘进计划进行。

⑩到达前6环的注浆材料配合比要进行调整。必要时可通过在盾构尾部壳体上钻孔向盾壳外注入特殊的止水材料, 以防涌水、涌泥而引起地层坍塌[1]。

3 盾构达到施工技术

本标段施工由于盾构井深度较大, 地下微承压水水头较高、与长江水力连接性较好, 盾构到达时仅通过在加固体外设置地连墙隔离难以消除盾构井内外的高水压差, 为降低施工风险, 盾构接收采用冻结法+水中到达法的保护措施, 到达施工流程图见图1。

3.1 盾构机定位及洞口位置复核测量

盾构机开始掘进到达段之前, 应对隧道内测量控制点进行复核测量, 保证其精度, 并测出盾构机的绝对位置, 搞清楚隧道中心线实际位置与设计位置的关系, 同时也要测量出口洞门的空间位置, 进而可知盾构机的贯通姿态并制定相应的纠偏方案。在考虑盾构机的贯通姿态时须注意两点:一是盾构机贯通时的中心轴线与隧道设计轴线的偏差;二是接收洞门位置的偏差[2,3]。综合考虑这些偏差, 逐步调整隧道的实际中轴线, 使其与设计位置相符合。

3.2 盾构到达段施工

盾构到达段的土体经过加固之后较坚硬, 故在该段要适当的放慢掘进速度, 使其保持在至10~15 mm/min, 并根据降水的情况调整泥水压力的大小。

在盾构进入加固体掘进后要加强进洞口的观察与沉降监测。总的要求是:低速度、小推力、合理的泥水压力和及时饱满的回填注浆[4]。在最后6环管片环间及管片间采取刚性连接以避免因注浆不饱满带来的错位和变形, 连接方式为在管片上种植钢筋, 通过焊接钢板将管片紧密相连。同时为避免管片间连接松动, 在灌水前, 洞门前采用粘土回填压实。

盾构机在最后一环掘进时, 要低速度、小推力、小扭矩、合理的泥水压力掘进, 要等上一环的浆液凝结后才可以进行隧道的贯通。

3.3 冷冻管拔除

在盾构靠近冻结壁后, 应拔除所有阻碍盾构掘进的冻结管。人为地解除土体的冷冻状态, 然后拔除冷冻管。解冻方法是向冻结器中注入热盐水进行循环, 进而使加固土层解冻, 当融化厚度达到50~80mm时方可进行拔管。分两次拔除冻结管, 第一次拔管是在出洞前, 需拔除妨碍盾构掘进的冷冻管。第二次拔管是在出洞后, 拔除所有的冷冻管并用向留下的孔中填充黄砂。

3.4 盾构井内灌水

盾构井内灌水的主要目的是稳固地层, 降低或避免盾构与洞门圈之间涌泥涌砂的情况, 也能减小地表的沉降, 根据本公司类似工程的施工经验, 设计在洞门混凝土破除完成后, 向竖井内回填粘土, 基座和冷冻墙之间填充C35早强混凝土, 使盾构机在通过洞门圈后下部有混凝土支撑, 回填粘土至盾构机轴线位置, 并需要压实回填的粘土。为了确保接收时内外压力平衡, 压实回填粘土之后向工作井内灌入清水, 可以直接使用降水井内的水, 灌至盾构顶部向下1.5m处即可。盾构出洞之后, 不能停止泥水循环同时还要进行同步注浆, 这样可以保证靠近洞门的管片背后注浆密实。

3.5 盾构机破除围护结构

由于盾构井围护结构在盾构洞门处采用玻璃纤维筋, 盾构机在最后一环掘进时, 要低速度、小推力、小扭矩、合理的泥水压力掘进, 并在上一环注入的同步注浆凝结后掘进贯通区间隧道。

3.6

接收基座安装及盾构机步上接收基座盾构机出洞之后, 保证泥水循环维持在一个较低水平的前提下继续向前推进, 推进过程中应保证同步注浆均匀充盈, 在必要时可以采取通过二次注浆孔注双液浆的方式进行注浆。拼装管片过程中, 应缓慢施加顶推力, 以保证盾构位置固定或千斤顶处于紧顶状态。

接收基座采用钢筋混凝土基座, 接收基座在准确测量定位后安装。其中心轴线应应结合盾构机出洞时的轴线和隧道的设计轴线来确定。其轨面标高应与盾构机相适应, 为保证盾构出洞后有足够的反力来拼装管片, 可以适当加大接收基座的坡度。

接收基座定位放置后, 采用Ⅰ25的工字钢对接收基座前方和两侧进行加固, 防止盾构机推上接收基座的过程中, 接收基座移位造成盾构接收失败。在接收基座安装固定后, 盾构机可慢速推上接收基座。

3.7 洞门注浆加固

在末环管片完全脱出盾尾后, 应对洞门钢环圈与末环管片预埋钢板用钢板焊接严实, 以确保工程安全。然后对末环管片进行注浆加固。其过程中要留意洞门的情况, 如果出现漏浆的情况, 应马上停止注浆并及时处理。为了保证洞口注浆密实, 可对靠近洞门的十环管片进行二次注浆填充。等注浆凝固以后, 即可施工洞门结构。

4 结论

与传统的技术相比, 冻结法+水中到达法的安全性更高, 能很好地保证高水压大直径盾构安全的到达。南京地铁十号线越江段盾构到达施工严格按照预先制定的施工方案进行施工, 保证了盾构在高水压情况下安全出洞, 取得了良好的效果, 其施工方案可供类似工程参考。

摘要：高水压盾构的到达是隧道修建过程中最关键且最危险的环节, 在高水压作用下仅依靠传统的单一的加固技术不能很好的保证该段施工的安全性。为解决这一问题, 以南京地铁十号线越江段为例, 主要介绍其盾构到达过程中采用的冻结法+水中到达法的施工技术要点及注意事项, 为其他高水压盾构接收施工提供技术参考。

关键词：高水压隧道,盾构到达,施工技术