富水粉细砂地层铁路隧道降水施工技术

富水砂层暗挖法真空降水施工技术探索王磊摘要：随着浅埋暗挖法在隧道施工中的推广，真空降水施工技术在富水砂层的作用也日益突出。

本文根据作者多年工作经验，以呼和浩特市轨道交通1号线一期工程施工为例，对富水砂层暗挖法真空降水施工技术进行了分析，供大家采参考和借鉴。

关键词：富水砂层；暗挖法；真空降水施工技术1.工程概况呼和浩特市轨道交通1号线一期工程PPP项目，线路总长为21.9km，其中地下线长18.4km，高架线长3.2km，地面线及敞开段长0.3km。

共设19座车站（换乘站4座），平均站间距约1.19km，其中地下站16座，高架站3座；1号线一期工程车辆采用B型车，设置三间房车辆段一座，白塔停车场一座；设控制中心1座；位于回民区政府和呼和浩特东站设主变电站2座。

后不塔气站为呼和浩特市轨道交通1号线一期工程一座地下二层框架岛式车站，呈东西走向，车站起止里程：YDK23+247.982～YDK23+734.382，车站长486.4m，有效站台长度118m，站台宽11m，标准段宽19.7m，扩大端宽度24.3m。

车站建筑面积约为18136m2，包括4个出入口、2个风亭及1处过街通道，采用明挖法施工，车站西侧为盾构接收端。

右线长195.618m，左线长198.085m。

2.工程地质及水文地质条件2.1地层岩性场区勘探深度范围内所揭示地层主要为第四系全新统人工堆积层（Qml 4），第四系上更新统至全新统冲洪积层（Qal+pl 3-4），第四系中更新统湖积层（Ql 2）。

2.2地下水场地范围内地下水为第四系孔隙潜水，勘察期间地下水埋深18.3～26.2m（高程1053.57～1046.8m），开挖深度最深处11.0m（1062.64-1055.92）。

地下水主要赋存在第四系上更新统、中更新统砂层、圆砾内，含水层无明显承压性。

地下水水位年变化幅度约1.5～2.0m。

3.结构设计情况3.1断面设计后不塔气-什兰岱村矿山法区间采用单线单洞马蹄形断面形式，断面尺寸为宽6.48m，高6.72m，正线线间距14m，曲线半径450m，Y（Z）DK23+734.382-Y（Z）DK23+820段为2‰的下坡，Y（Z）DK23+820-Y（Z）DK23+932.467（930）段为2.9‰的上坡。

富水粉细砂地层铁路隧道降水施工技术隧道是在铁路建设过程中经常会遇到的建设工程，而在富水粉细砂地层的隧道施工中，由于开挖面经常出现涌水、涌泥、涌砂等现象，存在着塌方的风险，严重影响施工安全、进度、工期，在这种地质条件下做好降水成为工程施工的关键。

标签：隧道；降水；富水粉细砂；CRD工法前言隧道是在铁路建设中经常遇到的建设工程，而在一些富水粉细砂地层开挖隧道，开挖面涌水涌泥涌砂等会破坏围岩的稳定性，这就需要做好地下水降水，文章将就如何做好铁路隧道的降水施工进行介绍。

1 富水粉细砂地层简介在隧道施工中，富水粉细砂地层是一种施工难度较大的地层，这种地层围岩的成岩性较差，围岩在土质较为干燥时，土质的情况较为稳定，而当施工路段处于地下水较多的地段时，由于其长期受到地下水的浸泡侵蚀，再加上施工作业时会造成一些扰动，容易产生塌方的危险，同时由于地下水的原因会造成施工路段出现涌水、涌泥、涌砂的现象，对于在此地层上进行隧道施工造成了极大的困扰，而且在这种地质条件下，其他措施如管棚，注浆等，效果都不太理想，工法大都采用六部CRD法。

2 第三系富水粉细砂地层施工中需要注意的问题在第三系富水粉细砂地层进行隧道施工时会面临着如下地层状况：富水粉细砂地层隧道施工的围岩质地较软，其所含有的土质多为泥质弱胶结整体的岩石性不高、渗透系数小、地下水的水位较高，土层中的含水率为4%-19%之间，含水率较高。

由于此种土层的地质结构不均匀，造成土层中的地下水的渗透以孔隙渗水为主，使得整段的土层结构较为复杂。

粉细砂岩中的土层结构、胶结以及土壤中的含水情况各部分各不相同，同时当进行铁路隧道施工时，由于受到地下水的渗透浸泡影响以及其他因素的影响，使得铁路隧道的开挖面的土壤的稳定性随着时间的持续而显著降低，极大的增大了铁路隧道的难度。

同时在此种土层中进行施工时会面临着以下问题：（1）由于受到地下水的浸泡导致铁路隧道施工时的围岩出现一定程度的软化，从而造成铁路隧道在进行施工的过程中由于围岩层之间的粘性层层缺失而导致土层的粘性下降，从而造成在施工的过程中导管的上方以及拱脚背后出现脱空，从而造成铁路隧道的上断面出现沉降变形致使隧道变形以及拱架接腿等地方无法进行施工。

隧道富水区砂岩超前深孔真空降水施工工法隧道富水区砂岩超前深孔真空降水施工工法是一种在隧道施工过程中，用于处理富含水的砂岩地层的一种技术方法。

本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行详细介绍。

一、前言隧道施工过程中，遇到富水区砂岩地层是一种常见的情况。

传统的施工方法无法有效处理这种地层，会导致施工困难和隧道的稳定性问题。

而隧道富水区砂岩超前深孔真空降水施工工法能够有效应对这一问题，提高施工效率和隧道的稳定性。

二、工法特点该工法的特点主要包括以下几个方面：1. 利用真空降水技术，将超前深孔与真空降水相结合，能够有效降低砂岩地层中的地下水位，减少水压对隧道的影响。

2. 施工过程中，可以实现水的自流排放，降低工人的劳动强度和施工现场的安全风险。

3. 工法简单易行，操作方便，可以根据地层情况进行调整和优化，适用于不同的工程案例。

三、适应范围隧道富水区砂岩超前深孔真空降水施工工法适用于砂岩地层，特别是富含水的砂岩地层。

该工法可以处理不同厚度的水层和不同渗透性的地层，具有较好的适应性。

四、工艺原理隧道富水区砂岩超前深孔真空降水施工工法基于以下主要原理：1. 通过超前深孔钻孔，并运用泥浆下套管技术，将地层水位抽低，降低地下水压力。

2. 利用真空降水技术，使用真空泵将钻孔内的水通过管道抽出，达到降水的目的。

3. 通过连续钻孔和真空降水的组合使用，降低砂岩地层的水位，减少水压对隧道结构的影响。

五、施工工艺1. 钻孔施工：根据设计要求，在隧道进口和出口位置进行超前深孔钻孔。

2. 泥浆下套管：在钻孔过程中，采用泥浆下套管技术，防止钻孔坍塌和地层泥浆涌入。

3. 真空降水：在超前深孔钻孔完毕后，使用真空泵将钻孔内的水通过管道抽出，并实现连续降水。

4. 水流排放：降低水位后，通过设备将水流自动排放出去。

5. 隧道施工：在水位降低并稳定后，进行隧道的正式施工。

隧道穿越富水粉细砂地层塌方处治的施工技术陈文超【摘要】以某I级铁路双线隧道为例,该隧道穿越上第三系富水粉细砂地层,因为粉细砂层成岩效果不理想,若遇水,就会变成流塑状,并且其自稳性会被严重弱化,隧道施工的难度相对较大,并且有可能会出现塌方事故,导致塌方工作处理非常繁琐,作业人员的人身安全难以得到有力的保障,为处理富水粉细砂层隧道塌方后砂层松散、流动性相对较强、塌方区域难以治理等相关问题,保证安全迅速经过塌方区段,结合项目特点,针对如何使用真空降水加双层大管棚、小管棚以及双侧壁工艺,有效解决富水粉细砂层隧道塌方展开了详尽的研究与分析,可为类似项目提供参考.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2018(044)012【总页数】2页(P139-140)【关键词】富水粉细砂层;双层大管棚;双侧壁法【作者】陈文超【作者单位】中铁十六局集团城市建设发展有限公司,北京 100018【正文语种】中文【中图分类】U455.41 工程概况某隧道3#斜井土区域正洞围岩大致是第三系富水粉细砂层，归属于VI级围岩。

正洞中的出水量相对较大，每天的排水总量为900～1 100 m3；砂层紧密、纯净，部分掺杂有形状各异的卵石与钙质胶结块。

依照场地就粉细砂的现场样本进行检验，检测得到含泥量为5%～10%，孔隙比为22%～26%，孔隙比为0.36～0.4，其密度大致为2.63 g/cm3，渗漏指数为10-3～10-4cm/s，水平以及纵向的渗透指数之间的差距相对较小，还没有成岩，一有扰动就会立即变成较为松散的粉状架构，在富水时呈现为流态，可以说是没有任何自稳性能，容易出现溜塌的情况，进一步使隧道最初的支护出现形变、沉降，导致塌方情况发生。

2 塌方原因分析及塌方影响范围的确定依照对场地的塌方过程的观测以及对其各个区域进展状况的整体研究，该次塌方主要是与围岩自身的特点、结构组成有一定的关联。

隧道使用双导洞超前法展开作业。

DK5+485～+519区段隧道顶部、墙面的挖掘支护已经全部施工完毕，没有发现有任何渗水的情况。

富水地层隧洞施工方案1. 引言富水地层隧洞施工是在富含地下水的地质条件下进行的隧道施工工程。

由于地下水的存在，施工过程中可能会遇到一系列的技术难题和安全风险。

因此，为了保证施工的顺利进行以及工程的安全性，制定一套科学合理的施工方案至关重要。

本文将从地质条件分析、施工方法选择、安全措施等方面，详细阐述富水地层隧洞施工方案。

2. 地质条件分析在制定富水地层隧洞施工方案时，地质条件是考虑的首要因素。

通过对工程所处区域的地质情况进行详细分析和评估，可以为施工方案的制定提供依据。

2.1 地层情况地层主要由含水层和围岩组成。

含水层的特点是地下水位高、水压较大、水量充沛。

围岩常见为砂岩和泥岩，具有较强的透水性和可塑性。

2.2 地下水条件地下水是富水地层隧洞施工中最主要的难题之一。

需了解水位、水压、水质等信息，以便选择合适的施工方法和控制水流。

3. 施工方法选择基于地质条件的分析，可以选择适应于富水地层隧洞施工的合适方法。

3.1 排水方法对于含水层丰富、水位较高的地段，需要采取有效的排水措施。

常用的排水方法包括水泵抽水、降低地下水位、凿井拦水等。

3.2 工法选择根据地质情况，选择合适的工法进行施工。

常见的工法有顶管法、盾构法和先明洞后暗洞法等。

需要在施工过程中密切监测地下水情况，及时采取应对措施。

4. 安全措施在富水地层隧洞施工中，安全是首要考虑的因素。

以下是一些常见的安全措施：4.1 施工生命安全施工人员需要配备合适的防护设备，如安全帽、防滑鞋、防水服等。

同时，施工现场需设置明确的警示标识，并指定专人负责安全管理。

4.2 地质灾害防治根据地质情况，采取相应的防治措施。

对于易发生地质灾害的地段，应进行加固支护，如喷射混凝土支护、锚杆支护等。

4.3 环境保护施工过程中应做好环境保护工作，避免污染地下水和土壤。

如合理规划施工区域，设置沉淀池和固液分离设备。

5. 施工管理施工管理是富水地层隧洞施工的关键环节，包括施工进度管理、质量管理、安全管理等。

全断面富水砂层浅埋暗挖隧道施工技术【摘要】针对广州市轨道交通三号线永泰站过街商业暗挖隧通道所处全断面富水砂层复杂地质条件，采用了超前分段后退式双液注浆、围壁注浆、扩散注浆、下导洞引水、上导洞留核心土等施工技术，解决了暗挖通道埋藏浅、地下水丰富、全断面砂层、流水流砂、冲积-洪积粉细砂层遇水软化等难题，取得了成功。

【关键词】富水砂层暗挖隧道双液注浆围壁注浆扩散注浆导洞控水留核心土1、项目概况1.1概述广州市轨道交通三号线北延段永泰站（原永泰东站）土建工程，1号出入口过街商业暗挖通道位于白云区同泰路，同泰路交通繁忙，不允许路面出现较大变形，更不允许交通中断，对暗挖施工要求非常严格。

为此，公司成立了科技攻关小组，对施工现场遇到的暗挖通道埋藏浅、地下水丰富、全断面砂层、流水流砂、冲积—洪积粉细砂层遇水软化等难题开展研究，取得了成功。

1.2结构概况1号出入口暗挖隧道全长125 m，最大宽度7.8 m，最大高度6.6 m，拱顶最大埋深约5 m。

暗挖隧道原方案开挖采用中隔壁法，将暗挖断面分成4个小断面。

预加固技术原设计采用长管棚、超前小导管和掌子面小导管注浆工艺。

长管棚采用φ108 mm、壁厚6 mm钢管，位于拱部150°范围布置，长度125 m，环向间距0.35 m。

超前小导管采用φ42 mm、壁厚4 mm钢管，位于拱部和拱墙范围布置，长度3.5 m，环向间距0.35 m，纵向搭接长度1 m，外插10°左右。

超前小导管注浆采用水泥加水玻璃双液浆。

掌子面小导管采用φ42 mm、壁厚4 mm钢管，全断面范围布置，长度3.5 m，排距0.8 m、间距0.8 m，纵向搭接长度1 m。

掌子面小导管注浆采用水泥加水玻璃双液浆。

初支喷射350 mm厚C25早强混凝土。

二衬采用500 mm厚C30P8钢筋混凝土结构。

1.3工程地质及水文情况暗挖隧道地处广花冲积平原，各地层岩性由上到下为人工填土层、冲积—洪积粉细砂层、冲积—洪积中粗砂层、冲洪积粘性土层、坡积土层、残积土层，以带有一点粘性的粉细砂层和中粗砂层为主。

第三系粉细砂岩地层岩性软,岩质疏松,成岩作用极差,属极软岩,稳定性很差,遇水易软化呈流塑状;当地下水发育或含水率高时,软化围岩现象明显,砂岩多已呈泥状,基底有涌水现象发生,基底被水浸成淤泥,基底软化,拱部及边墙塌落掉块均很严重[1-5]。

笔者以在建桃树坪隧道3号斜井施工降水施工为背景,详细介绍了桃树坪隧道穿越饱和富水第三系粉细砂岩的降水施工方案。

1桃树坪隧道工程概况1.1隧道工程简介桃树坪隧道3号斜井全长325m,与正洞隧道左线线路中线相交里程DK5+280,平面夹角45°,设计纵坡为12%。

该隧道穿行于黄河高阶地下部,地势上隧道进口低,出口高,地形起伏大,隧道最小埋深12m,最大埋深约220m。

相对高差达200m 左右。

该山体脊部高程超过1770m。

其上沟谷发育,切割相对较深。

除进、出口及沟谷地段地表分布有圆砾土外,其余地段地表大都是黄土覆盖,山体坡面上植被稀疏。

桃树坪隧道进口位于兰州东站东端,出口位于兰州市榆中县方家泉村。

起讫里程为DK3+430~DK6+655,全长3225m。

1.2工程地质和水文地质根据调查及钻探揭露,桃树坪隧道工程涉及的主要地层为:一是砂质黄土(Q 3eol3),主要分布于山坡上部,淡黄色,厚度15~50m,土质较均,稍湿,稍密,Ⅱ级普通土。

二是砂质黄土(Q 3al3),主要分布于高阶地,淡黄色,厚度10~50m,土质较均,稍湿,中密为主,Ⅱ级普通土。

三是砂质黄土(Q 2eol3),主要分布于山坡上部,浅黄色,厚度15~80m,土质较均,稍湿,中密-密实,Ⅲ级硬土。

四是粗圆砾土(Q 2al6),分布于洞身及出口风积砂质黄土底部,厚度0.4~40m 不等,青灰色,颗粒成分主要以砂岩、石英岩等为主,浑圆状,粒径大于60mm 约占15%,60~40mm 约占30%,40~20mm 约占30%,其余为细圆砾及杂砂土充填,潮湿-饱和,密实,局部钙质胶结,Ⅳ级软石。

五是卵石土(Q 2al7),分布于进口端,厚度0.5~4.5m 不等,青灰色,颗粒成分主要以砂岩、石英岩等为主,浑圆状,粒径大于200mm 约占5%,粒径200~60mm 约占55%,其余为圆砾及杂砂土充填,潮湿,密实,Ⅳ级软石。

试谈富水流砂层的隧道施工一、特点在小导管超前支护的基础上增加了隧道帷幕注浆，注浆增强了隧道围岩的稳定性，隧道地面降水有效地控制了隧道内的水压及水量，改善了围岩，防止失稳，减少土地占用，原设计在地表打设旋喷止水帷幕，因为地表建筑物较多，采用洞内帷幕注浆可有效减少地表土地使用面积。

本工法用于埋深20m以内隧道及地下工程富水流砂层，且穿越既有建筑物的隧道施工。

二、工艺原理隧道整条线处于粗砂～砾砂层且水量大，隧道地面降水减少隧道掌子面的水量，并起到了改善围岩的作用；隧道周圈帷幕注浆超前支护起到了稳定掌子面围岩的作用，防止隧道开挖掌子面失稳同时兼具一定固结及止水效果。

三、工艺流程及操作要点（一）地面降水施工结合本地段工程地质，水文水质情况以及现场钻井设备，降水采用地表700mm管井降水，降水井管选用内径350mm，每延米长度为1.5米的无砂井管，井壁采用60-80目的尼龙网包裹，井壁管与孔间距采用粒径1-3cm填充。

降水井应穿透含水层，同时井底标高应低于隧道仰拱不小于2米，降水井布置在线路左右两侧及两隧道的中间，布置在距离隧道边线2.5m左右，在施工过程中降水井间距及井管材料等根据降水效果调整。

1.降水计算参数根据地勘单位提供的隧道涌水量、渗透系数、地层岩性，确定降水井的类型，降水井滤水管所伸入的土层。

确定井径，依据经验计算公式计算单根管井的出水量。

由隧道涌水量计算管井根数，换算出管井间距。

2.降水井施工流程降水井施工流程（见下图）：3.降水井试验成果针对降水井的降水效果，我单位做了降水试验，打设降水井3口，沿隧道及垂直隧道方向打设水位观测孔9个，降水15天后，根据水位观测孔的每天监测数据绘制降水曲线，通过曲线观察降水效果，降水效果良好。

（二）隧道帷幕注浆全断面及帷幕注浆方式采用后退式分段注浆，分段长度为3.0m左右，注浆每循环长度10.0m，全断面注浆孔在每一循环开始部位的掌子面上按扇形布置，帷幕注浆孔沿开挖轮廓线布置，注浆孔的间距0.8m左右，同时应保证孔的末端间距控制在1.0m的范围内，实际间距需要现场试验后最终确定。

富水粉砂地层联络通道地表三角降水施工技术张伟#如匕敏（中铁四局集团第四工程有限公司，安徽 合肥230041 ）作者简介：张伟（1987-），男，安徽安庆人，毕业于安徽理 工 地质工程专业，本科，工 士，工程师。

专业方向：隧道及地下工程。

番H游甘峯囲町冋羽摘 要:联络通道在富水含砂和风化破碎围岩地层条件下,高压旋喷桩加固失效，通过对出现涌水、涌砂情况进行分析,对地层预加固方案进行优化,采取地表三角降水施工 技术，并辅以洞内渗水孔降水、超前小导管等措施，实现了在复杂环境下富水含砂地层暗挖法联络通道安全顺利开挖。

关键词:地铁;联络通道;预加固；高压旋喷桩;水平注浆加固；涌水、涌砂;地表三角降水中图分类号:TU46+3 文献标识码:A 文章编号：（007-7359（ 202/ ）01-0056-02DOI ：10.16330/j.c n ki.1007-7359.2021.01.0230前言在富水条件下砂层中进行联络通道 施工时3极易出现涌水、涌砂等问题，常 见预加固措施有冻结、旋喷、注浆、降水、搅拌、钻孔桩和连续墙等。

本文针对在前期高压旋喷桩和洞内帷幕注浆加固失效 的问题，通过采取地表三角降水施工技 术3取得了在富水粉砂地层暗挖法联络 通道施工的成功经验3对类似工程具有 一定的参考意义。

"工程概况合肥地铁蒙阜区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，线间距15~1629m,单 线 长 61229m ， 采 用 盾 构 法 施 工 ，在DK21+641 2520处设置联络通道及泵站。

联络通道采用复合式衬砌结构，暗挖 法施工3开挖断面高X 宽为428m x3.7m,开挖长度为9m 。

联络通道结构断 面图如图 1所示。

1423m,从上至下依次为（0）2填土、（1 ） 1粉质黏土、（2）1粉质黏土层、（2）2粉 土层、（7）1全风化泥质砂岩和（7）2强风化泥质砂岩，结构主要穿（2）2-2粉土层、（7）1砂岩、和（7）2砂岩、⑺3砂岩 层，顶部处于（2）1粉质粘土层、泵房底 部处于（7）3砂岩层。

深圳地铁富水软弱地层浅埋暗挖法隧道洞外降水施工深圳地铁富水软弱地层浅埋暗挖法隧道洞外降水施工张宏伟摘要：浅埋暗挖隧道施工辅助工法中，洞外降水具有干扰小，成本低，操作简单，适应性强的优点。

通过深圳地铁西大区间隧道施工中洞外降水的应用实例，阐述了该方法设计与施工的基本情况，总结了在该工程地质条件下施工工艺和施工注意事项，为类似工程积累了经验。

关键词：浅埋暗挖隧道；富水地层；洞外降水0 引言浅埋暗挖法作为目前地铁隧道施工的一种重要的工法，在地铁及其他市政隧道工程中有着广泛的应用，但在一些软弱地层富水地层，特别是在围岩遇水崩解软化地层中进行隧道开挖必须采取有效措对地下水进行封堵或抽排，才能保证施工的安全以及周边环境的安全。

深圳地铁5号线采用隧道外降水的工程实践，取得了良好的效果，为类似工程提供了有益的借鉴。

1 工程概况1.1 设计概况深圳地铁5号线西大区间矿山法暗挖隧道为西丽站至2、3号盾构吊出井之间范围，右线隧道长396.937m，左线隧道长420.957m。

在西丽车站东端出来75.9m后在左线北侧外设置一个西大区间永久风井(兼做矿山法施工坚井)。

具体见图1.图1 总平面图1.2 周边环境本区间沿留仙大道敷设，区间地形较为平坦，高程13.2～14.1m。

沿线周边主要建筑留仙大道两侧的西丽天虹商场、西丽南国丽城小区、众冠大厦等商业和民用建筑，房屋距离隧道边界约10～45m，基础基本为管沉桩，桩基深度12m到18m，基本位于隧道拱顶侧上方。

场地内密布电力、电信、燃气、上水、路灯、雨水、污水等地下管线，地下管线的走向大多平行留仙大道，西丽天虹商场附近有一条燃气过路管，中间绿化带下存在一地下箱水涵，规格8400×1600mm，涵顶埋深约1.9~2.6m；在沙河西路路口、里程DK11+520处有一条混凝土材质的Φ2200源水管垂直隧道并下穿箱涵，距开挖拱顶仅8m左右。

1.3 工程地质本区地质构造主要表现为加里东期的区域动热变质作用、震旦系区域变质作用和燕山期花岗岩岩浆侵入作用，混合花岗岩、花岗片麻岩在风化作用下形成残积层，上部主要为冲洪积沉积的粘性土、砂层和圆砾层，地表为人工填土层，道路表层有砼路面、沥青路面。