探究median地质多功能钻机在浅埋、软弱、富水围岩隧道施工中应用

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1、探究MEDIAN地质多功能钻机在浅埋、软弱、富水围岩隧道施工中应用摘要：本文主要探究MEDIAN型地质多功能钻机在浅埋、软弱、富水围岩隧道施工中应用，同时结合云桂铁路引入南宁枢纽工程南环线花油山隧道处理软弱、涌泥地质中的应用实例，对MEDIAN型地质多功能钻机在穿越隧道涌水、涌泥地质中的应用进行实例分析，总结MEDIAN型地质多功能钻机在特殊地质隧道工程中推广使用的意义。关键词：多功能钻机；围岩；隧道施工；应用一、绪论随着我国铁路建设的大发展，浅埋，软弱土层、富水围岩隧道越来越常见，施工中出现的突泥涌水，坍塌冒顶等风险常有发生。如何快速、安全、保证施工质量且避免以上风险，顺利通过不

2、良地质成为工程技术人员探讨的课题。特别是利用多功能钻机进行超前大管棚支护技术对隧道拱顶超前预加固确保掘进安全方面起到了很大的作用，随着管棚施工技术的不断进步，利用多功能钻进进行管棚支护已不单纯成为软弱围岩施工超前支护的手段，已经逐步成为超前地质探测预报、超前导水和施工监测等综合手段。为此选择先进的钻孔机械设备就成为关键，现结合工程实例来探究隧道多功能地质钻机在浅埋、软弱围岩、富水隧道施工中的应用。二、工程概况1、云桂铁路引入南宁枢纽工程南环线花油山隧道，全长5424m,为铁路双线隧道。全隧位于剥蚀构造低山丘陵地貌，上覆层第四系多发育小断裂，小褶皱等构造。穿越地层为下第三系（E）含砂

3、砾岩，泥质砂岩、泥岩加砂砾岩、石炭系上统（c3）灰岩、角砾状灰岩，两种地层接触关系为角度不整合，不整合面起伏较大。隧道埋深最大100m,最小埋深19m。2、隧道DK28+680—DK28+900段地质概况为上覆第四系全新统坡残积层（Q4）粉质黏土，下伏地层为第三系（E）含砂砾岩，泥质砂岩、泥岩夹砂砾岩、石炭系上统（C3）灰岩、角砾状灰岩。岩溶发育较大，两套地层接触关系为角度不整合，接触面起伏较大。该段埋深约为19m,地表位于冲沟地带，地表水与地下水极易贯通。3、DK28+680-DK28+900段设计施工方法为CRD法，超前支护参数为：拱部@60中管棚，环向间距0.4m,每6m—环

4、、每环30根，长度每根8m。4、现场情况：按照设计支护参数施工至DK28+701掌子面处，目测掌子面上台阶拱部中间部位外露围岩呈泥质土状夹杂少量砂砾，含水量较大、拱顶左侧有约50cm直径泥石流状涌出，涌出物为泥夹砂砾石呈流塑状，拱顶其它部位有水流渗流。中台阶围岩当时测定含水量为25%,手握即可成团。随时间推移，拱顶左侧出现超过101以上直径漏斗状突泥涌水伴随扩大，拱顶其它部位亦出现逐渐恶化态势。接着初期支护边墙及拱顶出现裂缝，凸起、沉降掉拱侵限。为了保证施工人员机械设备安全，掌子面停止了掘进施工。三、原因分析花油山隧道DK28+680—DK28+701段施工期间，正值南宁地区雨季，

5、隧道穿越地层多为泥质砂岩，泥质砂砾岩、角砾状灰岩等。上覆地层系多发育小断裂构造，且处于冲沟地带，埋深较浅、岩溶较为发育，受雨季补给，地表水形成贯通通道，造成隧道拱顶周围围岩受水的作用软化降低了自稳能力，隧道超前支护及初期支护难以承受拱部周围软化了的土体压力，即造成拱顶边墙等部位发生变形出现突泥涌水现象。四、施工处理技术1、处理技术思路利用渗水性材料堆载反压封闭掌子面，防止掌子面涌出物继续扩大造成拱顶周围形成大的空腔引起塌方，周围土体水囊释放水压力减缓围岩自稳能力的降弱。超前加固拱顶前方围岩，提高围岩自稳能力，加强前方施工初期支护参数，原设计118型钢刚架调整为I20b,同时加大锁脚

6、锚管数量防止拱顶下沉。防止地表水渗漏贯通拱部易渗透覆盖层，降低拱部上覆层地下水位。①掌子面采用片石反压堆载回填，喷射C20観封闭。堆载体上下左右间隔lm间距埋设C60钢管排水引流至隧道纵向排水沟。②于地表沿隧道走向开挖轮廓线以外10m,纵向间距20m设置.加孔径，深度10〜15m管井进行抽排降水。隧道开挖范围以外扩大5m采用隔水塑料防止地表水渗入隧道覆盖层。③采用多功能地质钻机施做108大管棚对隧道拱顶软弱围岩区域进行预加固，施做参数为：环向间距40cm,长度每根35m。同时进行超前地质钻孔探测前方地质情况给施工提供参考依据及引流前方水囊，释放水压力。2、多功能钻机施工选用为节约施

7、工时间，施做大管棚时无需施做管棚工作室，钻机钻孔需要具备水平及倾斜钻孔的功能。鉴于掌子面前方围岩多为黏土层，砂砾岩、泥质砂岩且有含水层，超前钻孔时需考虑钻机是否具备止水装置(SASB0P)。同时配套适用的钻具利用能进行方向调节的导向钻头进行跟管护壁钻进(导向钻头采用楔型钻头，钢管代替钻杆，后续钢管之间采用丝扣进行连接)。还需具备钻孔地质参数自动记录仪(SYMPA)o3、多功能钻机使用操作要领及注意事项(1)、适用范围为地质情况为土层，粘土层、砂石层、砂砾层软弱围岩及含