西氣東輸二線錦江隧道頂管施工工作井的涌水處理

楊春玲，王 麗，劉佳昌，馬紅昕

（中國石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

1 工程概況

西氣東輸二線錦江隧道頂管穿越工程位于江西省高安市祥符鎮(zhèn)與藍坊鎮(zhèn)交界處，河床寬度約190 m，兩岸有圩堤，堤防等級為4級。穿越線總長約783.4 m，頂管施工。始發(fā)井采用圓形截面豎井，其中心距離堤腳58 m，豎井直徑12.5 m，深22.955m，其中沉井段14.5m，鉆爆豎井段8.355 m；豎井壁采用C30鋼筋混凝土，厚度0～1.0 m，采用分節(jié)分級制作。巖石段采用鉆爆法施工，支護總厚度為600 mm，豎井底板厚度為600 mm，采用鋼筋混凝土整體澆注。

2 場地工程地質條件

豎井場地地基按成因、形成時代、工程性質等自上而下分為4層。豎井中心位置鉆孔地質描述如下：

①粉質黏土 （Q4al）：淺黃色、灰黃色，以硬塑為主，少量呈可塑，刀切面較光滑，組份以粉黏粒為主，干強度中等，韌性中等，無搖震反應；實測標貫擊數(shù)為6～13擊；透水性能為微透水。該層層厚2.1 m，層頂標高27.65 m。

②中砂 （Q4al）：為第四系全新統(tǒng)沖積成因，灰黃、淺黃色，濕～飽和，稍密～中密，成分以石英、長石為主；強透水，實測標貫擊數(shù)為10～15擊。該層層厚9.85 m，層頂標高25.55 m。

③強風化礫巖：紫紅色，泥鈣質膠結性差；透水性較強。該層層厚6 m，層頂標高15.7 m。

④中風化礫巖：淺灰色、灰白色，礫狀結構，塊狀構造，泥鈣質膠結；透水性較弱。該層層頂標高9.7 m。

3 豎井止水設計

考慮到場地地下水位較高，經過地層透水性較強，如采用多個降水井進行強降水，地下水降到中風化巖層位置時，降水漏斗將延伸到錦江防洪大堤下，地表下沉有可能會危害到錦江防洪大堤的安全。故設計時采用高壓旋噴樁止水 （見圖1）。具體方案如下：

首先在離井壁外1.5 m處打設第一排旋噴樁，旋噴樁范圍從強風化巖層以下4 m至地下水位以上50 cm，以確保沉井順利下沉施工。沉井下沉至強風化巖層以下2 m后，開始緊靠井壁打兩排旋噴樁，鉆孔進入中風化巖層50 cm，旋噴樁范圍從孔底至沉井變截面處，采用梅花形布置，成樁直徑D為0.5 m，孔距0.866 D，排距0.75 D。最內排106根樁，中間排111根樁，最外排124根樁，共計341根樁，最內側旋噴樁緊貼沉井外壁。對豎井周圍土體加固后，經驗算旋噴樁強度不小于10 MPa。

4 事故發(fā)生及其原因分析

在旋噴樁施工過程中，發(fā)現(xiàn)在局部位置旋噴樁不能打至預計深度，但當時未探明原由和進行任何處理；豎井在鉆爆段井壁施工過程中地面出現(xiàn)局部塌陷，且井底出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。

圖1 旋噴樁止水方案

經補鉆探明，豎井位于軟土與巖層交界位置，地質情況非常復雜。塌方處為中風化巖層區(qū)與軟土區(qū)過渡帶，地質主要為風化殘積石泥質填充。井圈周圍高壓旋噴樁入巖深度50 cm，該地層高壓旋噴樁無法穿透；井圈周圍三排高壓旋噴樁形成一個整體的地下止水帷幕，井圈外側地下水無法穿透此止水帷幕而只能匯集至該過渡帶旋噴樁下方的亂石層并流出，隨著開挖深度的增加，地下水壓力增大，水流沖走亂石層石縫間砂土后，亂石隨之下沉，造成地面局部塌陷。

5 事故處理措施

5.1 井內止水

采用沙袋將井圈內泄水口及其兩側2 m范圍進行封堵，沙袋堆壘高度1.5 m，封堵后在沙袋外側掛網噴錨，噴射混凝土厚度約0.1 m。

5.2 井外壓漿固化

井圈外塌孔處鉆2排注漿孔，內排注漿孔位于最外排高壓旋噴樁與第二排高壓旋噴樁之間，外排注漿孔位于最外排高壓旋噴樁外側。

為確保后期豎井施工安全及進度，在整個軟土區(qū)最外排高壓旋噴樁與第二排高壓旋噴樁之間打設一排注漿孔進行注漿。在整體基巖區(qū)打設兩個孔取芯以探明下部地質，若下部仍存在不良地質，該兩孔可作為注漿孔。

鉆孔孔徑110 mm，鉆孔深度至豎井底板以下2 m。注漿漿液水灰比1∶1.2，漿液中摻入10% （水玻璃占水泥漿的重量比）的水玻璃。注漿壓力10～20 MPa，根據(jù)現(xiàn)場實際進行調整。注漿采用逐米分層注漿法，注漿范圍從豎井底板以下2 m至地下水位線處。

本豎井采用了高壓旋噴樁止水帷幕+鉆孔壓漿的方法作為復雜地層條件下的止水方案，取得了滿意效果，使工程施工得以繼續(xù)進行。

[1]謝石連.某沉井流砂事故分析與處理[J].地下空間與工程學報，2009,5（3）:621-624.

[2]李勝新，李澤苑，君與峰.淤泥質地質盾構始發(fā)洞門地層改良技術[J].石油工程建設，2011，（3）：63-64.