關(guān)于復(fù)雜地質(zhì)條件下深豎井施工技術(shù)研究
——以高黎貢山隧道為例

宋 濤

（中鐵隧道集團三處有限公司，廣東 深圳 518000）

在現(xiàn)階段建筑領(lǐng)域研究過程中，機械化程度極高，但人工作業(yè)仍然存在不可忽略的作用。從傳統(tǒng)深豎井施工角度來說，人工挖孔樁極為常用，但由于地質(zhì)條件影響，該項技術(shù)很難發(fā)揮出更好效果，而且人工勞動強度較大，危險性極高?，F(xiàn)階段，我國的國內(nèi)鐵路建設(shè)并沒有深大豎井的成功案例，為此，相關(guān)研究人員需要對洞長距離施工任務(wù)進行重點考慮。

1 工程概況

高黎貢山隧道屬于我國鐵路重點項目，新建的大理到端麗鐵路保山至端麗段站前屬于是重點工程內(nèi)容，整個工程建設(shè)地點位于云南省龍陵縣，全長達到了35.538 km，其中，中鐵集團承建的項目總長為29.307 km。從實際施工角度中可以看出，高黎貢山隧道設(shè)置了2號豎井，以主副井設(shè)置形式為主，主井位置主要集中在平導30 m位置處，居左，內(nèi)徑長度為6.0 m，副井位于正洞30 m處，居右，內(nèi)徑長度為5.0 m。通過2號豎井的全面建設(shè)，正洞施工任務(wù)長度主要為5 723 m，平導施工任務(wù)長度達到了7 309 m，這其中還涉及車場和相關(guān)救援通道。

2 地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

2.1 地質(zhì)概況

為了將主副井井筒施工地質(zhì)和水文情況展示出來，相關(guān)工作人員可以在主副井之間設(shè)計1個井檢孔，并根據(jù)實際揭露露的地層情況，對具體地質(zhì)進行有效判斷，一般其揭露厚度大約為771 m。地層具體巖性主要包括淺灰綠色和淺灰色，如果揭露地層厚度和巖芯需要將局部弱風化和裂隙局部垂直分布形式展示出來[1]。

2.2 水文地質(zhì)概況

該項工程地質(zhì)鉆孔揭示的水文地質(zhì)情況如下：首先，在地表水方面，其豎井位于龍川江水系范圍，豎井附近存在多條地表徑流，以大氣降水補給為主，降雨量影響極為明顯。其次，地下水，該豎井地下水主要內(nèi)容是第四系松散巖類，主要含水層包括礫砂、卵石土等。工作人員需要對7個裂隙水含水層進行仔細辨別，為后續(xù)工作開展創(chuàng)造有利條件。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下深豎井施工技術(shù)研究內(nèi)容

3.1 鑿井方案的選擇

普通鑿井均可以使用地面注漿法來開展施工操作，將實際防水效果有效展示出來。在地面預(yù)注漿方案選擇過程中，應(yīng)該對井筒涌水量進行充分考量，并對注漿材料、建設(shè)工期等進行全面考慮。首先，選擇垂直孔方案其注漿鉆孔軌跡主要是沿著鉛錘方向開展，自身的井筒設(shè)計較淺，人們需要對合適方案進行全面選擇，決不能與其他工作內(nèi)容一起進行。其次，在定向彎曲孔方案建設(shè)過程中，具體注漿鉆孔軌跡會朝著彎曲方向前進。因此，在相關(guān)范圍內(nèi)，不需要對鉆孔設(shè)備地面位置進行充分考慮，只需要達到層需即可。作業(yè)人員選擇具體鑿井方案時可以根據(jù)具體的水層層位分布情況，以及涌水量情況，對上部三個含水層涌水量進行全面調(diào)整，避免其高于10 m3/h。選定下部4個含水層的鑿井方案時，由于其涌水量較高，定向彎曲孔方案選擇需要展示出一定的科學性，淺部鑿井和深部注漿需要同時進行[2]。

3.2 注漿材料選擇

從以往施工工作中可以看出，當含水巖層裂隙開度高于0.15 mm，流水速度低于200 m/d時，可以對單液水泥漿或者是黏土水泥漿進行充分考慮。當整個含水巖層水流速度超過200 m/d后，吸水量提升極為明顯。截止到目前，該項施工主要以水泥漿應(yīng)用為主，塑性強度和滲透能力等需要展示出更大優(yōu)勢。黏土水泥漿主要是以黏土漿內(nèi)容為主，可以對少量水泥和水玻璃進行全面配置，進而將多相懸浮體特點展示出來。黏土屬于是惰性填料，可以降低水泥用量，經(jīng)濟效果極為顯著，而且水玻璃和水泥會產(chǎn)生一定反應(yīng)。除此之外，該種漿液穩(wěn)定性極高，在運輸過程中不會出現(xiàn)沉淀和離析等問題，抗?jié)B性能極為良好。

3.3 注漿起止深度確定

注漿起止深度的確定與實際地層賦存條件、含水層埋藏深度等息息相關(guān)，而且在注漿段選擇過程中，基巖深度不能低于5 m。在具體方案選擇過程中，下部四個含水將會避開井筒深度，避免對基巖產(chǎn)生影響，井筒深度主要集中在270 m左右。在地面深孔S形注漿終止深度上，主要與地層賦存條件以及含水層埋藏深度等息息相關(guān)，很多時候，均需要穿過含水層，確保穩(wěn)定基巖不得低于10 m。當穿越第七個含水層后，底部不得低于10 m，終止深度位置也不會低于590 m[3]。

3.4 注漿參數(shù)確定

從相關(guān)參數(shù)中可以了解到，地面預(yù)注漿孔數(shù)量需要達到3～8個，其布置位置也要距離開挖輪廓線外1～2 m處，而且漿孔之間的間距應(yīng)該與兩個相鄰孔之間形成一定厚度的帷幕，厚度一般不＜5 m，注漿孔間距可以達到4～6 m。除此之外，在具體注漿孔施工順序和鉆機數(shù)量確定上，相關(guān)管理人員需要做好平面分組順序操作，奇數(shù)孔位前序孔，偶數(shù)孔位后序孔，人們可以結(jié)合已經(jīng)確定出來的注漿孔數(shù)量，將具體施工順序全部展示出來，并在主副井設(shè)置3臺鉆機。地面深孔S形預(yù)注漿，其S型孔主要以定向鉆進為主，地面布孔工作也需要隨機布置，避開相關(guān)提升和出喳位置，并與具體井筒相互靠近，以免定向難度的降低。一般來說，具體鉆孔中心距離一般不會超過20 m[4]。

3.5 定向鉆進設(shè)計

2#豎井采用定向S形鉆孔，接下來介紹其研究主要內(nèi)容。（1）S形注漿孔由上直孔段、定向段和下直孔段組成。S形孔的上直孔段不得進入井筒荒徑。

（2）定向段由增斜段、穩(wěn)斜段、降斜段組成，降斜段下部應(yīng)進入設(shè)計靶域，并且鉆孔角度要降為垂直。

（3）增斜率和降斜率應(yīng)控制在2°/10 m以下，過渡平滑，利于鉆具上下和旋轉(zhuǎn)。

（4）穩(wěn)斜段傾斜角度不應(yīng)＞5°。

最后，在實際定向參數(shù)設(shè)計過程中，鉆孔在地層中的軌跡是三維的，由直孔段、增斜段、穩(wěn)斜段、降斜段組織，這對于整個施工操作具備重要意義。注漿站盡量靠近井筒，使輸漿管路短、拐彎少，同時，還要考慮到車輛運輸方便，廢水便于排出。

漿液制備間需安除塵設(shè)備，并與泵房隔離。各類設(shè)備、機具布置緊湊，便于操作、維修。灰漿攪拌池、計量池、貯漿池、清水池和水玻璃池等均宜采用下臥式[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，工程實際實施過程中整個地面預(yù)注漿由于鉆孔深度的全面擴大，人們需要對注漿孔進行全面檢查。為了將注漿質(zhì)量進行有效鑒定，縮短工期，人們可以對相關(guān)注漿孔操作進行全面檢查，最終實現(xiàn)中間孔的有效設(shè)計。除此之外，相關(guān)工作人員還要將具體施工注意事項明確出來，強化施工效率。