李 軍 馬彥軍 尉 敏 吳紅剛 潘宏偉 貴 珊 丁鴻程

(1.中鐵北京工程局集團(tuán)有限公司,北京 102308; 2.蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,蘭州 730070; 3.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司,蘭州 730099)

引言

隨著高速鐵路的修建,我國(guó)隧道工程發(fā)展迅猛,高海拔、大埋深、高巖(地)溫、強(qiáng)富水、擠壓性圍巖和有害氣體等特殊隧道逐漸增多[1]。其中,突水涌砂等工程問(wèn)題會(huì)給隧道施工帶來(lái)巨大困難,需要采取適宜的工程措施進(jìn)行處理,常見(jiàn)的加固措施主要有超前管棚、超前小導(dǎo)管注漿、臨時(shí)仰拱支護(hù)和超前帷幕注漿等[2]。

關(guān)于突水涌砂的機(jī)理和控制措施,已有學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究。傅鶴林認(rèn)為擾動(dòng)區(qū)厚度及滲透系數(shù)的增加會(huì)減弱圍巖的阻水能力,并對(duì)掌子面的涌水進(jìn)行預(yù)測(cè)研究[3-4]。JIANG等認(rèn)為不同因素對(duì)隧道掌子面變形值的影響由強(qiáng)到弱依次為：砂化程度、水頭高度、隧道埋深[5]。梁艷等通過(guò)模擬試驗(yàn)給出不同砂層發(fā)生突水的臨界水頭梯度[6];張敏江等認(rèn)為突水涌砂是否,發(fā)生主要取決于砂層顆粒膠結(jié)性能、顆粒大小、臨空面條件、水動(dòng)力條件[7];許延彪等從地質(zhì)角度分析隧道發(fā)生涌砂的機(jī)理[8];朱正國(guó)對(duì)深埋隧道的變形控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討[9];李堯揭示高含水率第三系半成巖地層超大跨度隧道變形破壞機(jī)制[10]。針對(duì)隧道出現(xiàn)的突水涌砂現(xiàn)象,陳劍等通過(guò)具體的工程案例,結(jié)合實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文條件,采用不同的方法提出解決方法[11-15]。對(duì)于砂巖地區(qū),涌砂現(xiàn)象會(huì)比較嚴(yán)重,專家學(xué)者們也進(jìn)行相應(yīng)研究,盧萍分析帷幕注漿技術(shù)的特點(diǎn)、分類以及影響因素[16];周新星會(huì)給出一種高聚物帷幕注漿質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法[17];張偉杰等利用自主研制的三維注漿模型試驗(yàn)系統(tǒng),探索多孔分序帷幕注漿試驗(yàn)中漿液擴(kuò)散規(guī)律及注漿加固機(jī)理[18];已有學(xué)者針對(duì)具體的工程案例,對(duì)帷幕注漿法的應(yīng)用進(jìn)行分析說(shuō)明[19-21]。通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn),不同的地質(zhì)條件下,涌砂的主要原因各不相同,需針對(duì)性采取不同的解決方案,以便施工順利進(jìn)行。

1 工程概況

銀蘭高鐵某隧道穿越香山山脈,隧址區(qū)地貌單元為低中山區(qū),地形切割強(qiáng)烈,間歇性溝谷發(fā)育(見(jiàn)圖1),隧道進(jìn)口段地形起伏海拔高程1 360～1 930 m,隧道全長(zhǎng)17.775 km,Ⅴ級(jí)圍巖長(zhǎng)3.185 km,占全隧總長(zhǎng)約17.9%,隧道洞身段埋深一般在100～200 m,最大埋深達(dá)390 m。該隧道為特長(zhǎng)深埋雙線單洞隧道,設(shè)計(jì)行車速度250 km/h,雙線,線間距4.6 m。根據(jù)氣象特征調(diào)查報(bào)告,隧址區(qū)為寒冷地區(qū)。隧址區(qū)地層軟硬不均,斷裂、褶皺和節(jié)理密集帶發(fā)育,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,施工中易發(fā)生圍巖失穩(wěn)、突然涌水、瓦斯有害氣體和巖爆、軟巖變形等地質(zhì)災(zāi)害。

圖1 中蘭鐵路香山隧道地理位置示意Fig.1 Location of Xiangshan Tunnel of Zhong-Lan Railway

DK43+958～DK44+515段圍巖為新近系砂巖夾泥巖,屬于極軟巖,粉細(xì)粒結(jié)構(gòu),節(jié)理發(fā)育,成巖作用差,呈角礫狀松散結(jié)構(gòu),洞頂?shù)乇砑?xì)砂含水量達(dá)6%,洞內(nèi)細(xì)砂含水率達(dá)26%。地質(zhì)縱斷面見(jiàn)圖2。

圖2 DK43+900～DK44+600段工程地質(zhì)縱斷面Fig.2 Longitudinal section of engineering geology of DK43+900～DK44+600

2 隧道涌砂過(guò)程及原因分析

2.1 隧道涌砂過(guò)程

隧道DK43+953.3～DK43+967段共14 m的施工長(zhǎng)度內(nèi),多次出現(xiàn)流砂現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)80 d的施工中,DK43+953.3到DK43+960段總共出現(xiàn)7次流砂現(xiàn)象,在后續(xù)至DK43+967里程段內(nèi)流砂現(xiàn)象加劇,出現(xiàn)多次滑塌現(xiàn)象,形成空腔,并造成不同程度的初支開(kāi)裂破壞情況,對(duì)施工安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

從小里程到大里程的施工過(guò)程中,初始階段發(fā)生的涌砂,多為含水率較低的土體(見(jiàn)圖3),且涌砂量相對(duì)較小,隨著施工里程的推進(jìn),涌砂土體中所含水分增多,伴隨涌水現(xiàn)象產(chǎn)生(見(jiàn)圖4)。由于涌砂現(xiàn)象的影響,在總共6個(gè)月內(nèi)僅鉆進(jìn)14 m,施工進(jìn)度受到極大制約。

圖3 初始階段涌砂現(xiàn)象Fig.3 Sand gushing in the initial stage

圖4 后期現(xiàn)涌砂現(xiàn)象Fig.4 The phenomenon of sand gushing in the later period

2.2 涌砂試樣粒徑分析

針對(duì)施工過(guò)程中頻發(fā)的涌砂情況,有必要對(duì)其進(jìn)行取樣分析,確定涌砂的粒徑組成,為制定相應(yīng)的控制措施提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣及顆粒分析,砂層的粒徑組成見(jiàn)圖5,砂層粒徑組成主要分布在0.5 mm以下,其中0.25～0.075 mm顆粒占比達(dá)到52.6%。

圖5 涌砂樣品顆粒集配累計(jì)曲線Fig.5 Accumulation curve of particle distribution of sand blasting samples

根據(jù)顆粒集配曲線,可以計(jì)算出土組的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù),即

(1)

(2)

式中,d10為過(guò)篩重量占10%的粒徑;d30為過(guò)篩重量占30%的粒徑;d60為過(guò)篩重量占60%的粒徑。由上式計(jì)算得出不均勻系數(shù)Cu為3.2,曲率系數(shù)Cc為0.98。

2.3 巖層含水率、含泥量測(cè)定

在DK43+953.3～DK43+967段掘進(jìn)過(guò)程中,對(duì)不同時(shí)間段出現(xiàn)的涌砂進(jìn)行取樣分析,其巖層含水率和含泥量情況見(jiàn)圖6。由圖6可知,隧道在開(kāi)挖掘進(jìn)過(guò)程中含水量逐漸上升,含水率最高值達(dá)到25.2%,此時(shí)已經(jīng)高于發(fā)生流變的含水率19%,此時(shí)涌出的砂層體量較大,且出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的含水率過(guò)高現(xiàn)象。在水的影響下圍巖穩(wěn)定性急劇變差,施工存在巨大風(fēng)險(xiǎn)。此外,由圖6可知,在該施工里程段內(nèi)初期含泥量達(dá)22%,往大里程方向含泥量下降,在14%左右趨于穩(wěn)定。

圖6 圍巖含水、含泥變化曲線Fig.6 Curves of water and mud content of surrounding rocks

2.4 涌砂機(jī)制分析

(1)地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,該段圍巖為新近系砂巖,粉細(xì)粒結(jié)構(gòu),為極軟巖。DK43+958～DK44+515段落屬于弱富水區(qū),地下水類型為基巖裂隙孔隙水,在天然狀態(tài)下砂巖含水率相對(duì)較低,結(jié)構(gòu)緊密,顆粒受力平衡,處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)挖后隨滲流作用,砂巖含水率會(huì)逐漸升高,此時(shí)易發(fā)生塑性變形或流變,圍巖穩(wěn)定性迅速變差,從而在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象發(fā)生[22]。

(2)粒徑組成

根據(jù)顆粒組成累計(jì)曲線,計(jì)算得到不均勻系數(shù)Cu為3.2,曲率系數(shù)Cc為0.98。結(jié)合顆粒集配判定,當(dāng)Cu<5,曲率系數(shù)Cc<1時(shí)為勻粒土,集配不良,在一定的水力坡降下容易發(fā)生流土現(xiàn)象。滲透水壓的存在會(huì)對(duì)土體的流砂產(chǎn)生促進(jìn)作用,只要有滲流存在就存在這種壓力,達(dá)到一定值時(shí),巖土中的顆粒就會(huì)被滲透水流攜帶和搬運(yùn),從而引起沿巖土的結(jié)構(gòu)變松,強(qiáng)度降低,導(dǎo)致土體破壞。根據(jù)文獻(xiàn)[23],可以計(jì)算土體發(fā)生流土滲透破壞的臨界水力坡降,有

Jc=(1-n)(GS-1)/2

(3)

式中,Jc為臨界水力坡降;n為土體孔隙率;GS為土體比重;根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)天然砂土的孔隙率為20%;砂土比重GS為2.65;計(jì)算得到臨界水力坡降為0.66;隧道埋深位于地下水位約49 m處,水頭壓力大,隧址區(qū)水力坡度大于1,高于臨界水力坡降,則易發(fā)生滲透破壞。

(3)含水率

根據(jù)甄秉國(guó)等的研究,砂巖發(fā)生塑性變形的含水率為12%～16%,發(fā)生流變的含水率為18%～19%[24];當(dāng)砂巖含水率達(dá)到極限時(shí),其穩(wěn)定性大幅降低,圍巖將發(fā)生變形,并導(dǎo)致失穩(wěn)出現(xiàn)流砂涌砂,控制圍巖含水率在 5% ～9%,低于圍巖塑性變形的含水率,才能確保圍巖基本穩(wěn)定。同時(shí),泥土的膠結(jié)作用對(duì)圍巖穩(wěn)定有促進(jìn)作用,含泥量降低將導(dǎo)致巖土體膠結(jié)作用變差。結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),該段隧道含水率最高值達(dá)到25%,隨著含水率的增加,含泥量的降低砂層穩(wěn)定性越差,圍巖穩(wěn)定性變差,出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象。

(4)力學(xué)性質(zhì)

隧道的開(kāi)挖使得原有的應(yīng)力平衡被打破,臨空面附近形成高應(yīng)力區(qū),遠(yuǎn)離臨空面的位置出現(xiàn)低應(yīng)力區(qū)[25]。在孔隙水壓力和自重應(yīng)力作用下,砂層之間的黏結(jié)力不足以維持穩(wěn)定狀態(tài),剝落先在受力較大的部位發(fā)生,高應(yīng)力區(qū)的砂土首先涌出,接著應(yīng)力進(jìn)行重分布,形成新的高應(yīng)力區(qū),裂隙不斷擴(kuò)展增加,砂土涌出,如此往復(fù)出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象。

3 防控技術(shù)研究

3.1 加固措施過(guò)程分析

注漿是處理圍巖變形的主要方式,通過(guò)壓力注漿,將漿液注入巖土體的孔隙中以改善巖土體結(jié)構(gòu)。漿液在非均質(zhì)軟弱圍巖中擴(kuò)散形態(tài)隨注漿壓力、注漿時(shí)間、漿液黏度與圍巖參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化而不斷變化,最終趨于穩(wěn)定。漿液以類橢圓形向四周擴(kuò)散,為獲得較好的注漿加固效果,應(yīng)綜合考慮圍巖參數(shù)、注漿施工參數(shù)與漿液性能等因素[26]。不同位置發(fā)生涌砂現(xiàn)象,使得初支拱架變形,型鋼拱架或格柵發(fā)生扭曲,坍塌隨即發(fā)生。襯砌做好后,大變形常使襯砌嚴(yán)重開(kāi)裂,擠入凈空[27]。現(xiàn)場(chǎng)揭示,由于涌砂的出現(xiàn),掌子面初支開(kāi)裂,拱架變形。針對(duì)產(chǎn)生的涌砂現(xiàn)象,采取了超前水平鉆進(jìn)行勘察、超前小導(dǎo)管和管棚支護(hù)工作,但均出現(xiàn)泥砂卡鉆等情形,同時(shí)掌子面及拱背圍巖及拱頂位置多次發(fā)生滑塌形成空腔,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)變形破壞。以下對(duì)DK43+953.3～DK43+967段施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)涌砂問(wèn)題后采取的支護(hù)加固方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)施工支護(hù)方案統(tǒng)計(jì)

由表1可知,在初期出現(xiàn)涌砂后,采取的措施是加密小導(dǎo)管和水泥漿注漿,此時(shí)有漿液滲出現(xiàn)象。粒徑組成在0.25～0.075 mm之間占比較大,Cc為0.98,粒徑均勻,集配不良,此時(shí)普通水泥漿很難貫穿巖土體,導(dǎo)致漿液滲出。隨后采取超細(xì)水泥漿和水玻璃進(jìn)行注漿,采用雙液漿注漿后,未出現(xiàn)漿液滲出現(xiàn)象。隨著隧道的鉆進(jìn),含水率逐漸增大,含泥量降低,小導(dǎo)管注漿不能維持前方圍巖的穩(wěn)定,注漿土體出現(xiàn)整體滑塌現(xiàn)象。此后采取擴(kuò)徑管棚注漿等進(jìn)行支護(hù),但是破碎的巖土體從管棚間隙涌出,出現(xiàn)股狀涌水和涌砂滑塌。在DK43+953.3～DK43+967段施工過(guò)程中總共進(jìn)行11次注漿加固工作,前期主要通過(guò)超前小導(dǎo)管進(jìn)行注漿,后續(xù)采用超前小導(dǎo)管結(jié)合后退式注漿的方式,但由于土體含水率較高,以及細(xì)砂含量較高,采用此種方法注漿的作用不是很明顯。

水對(duì)圍巖穩(wěn)定有決定性影響,在多次調(diào)整支護(hù)方式進(jìn)行注漿加固效果不佳后,決定采取洞內(nèi)真空降水措施來(lái)降低巖體含水率,穩(wěn)定圍巖。支管采用φ25 mm鋼絲軟管,長(zhǎng)6 m,主管采用φ50 mm鋼絲軟管;降水管包雙層100目尼龍紗網(wǎng),并與支管連接。真空罐和真空泵連接采用φ50 mm鋼絲軟管連接。降水過(guò)程中,真空負(fù)壓控制在0.04～0.06 MPa。真空降水單日降水總量見(jiàn)圖7,洞內(nèi)降水含水率變化曲線見(jiàn)圖8。

圖7 真空降水單日降水總量Fig.7 Vacuum precipitation single day precipitation total

圖8 洞內(nèi)降水含水率變化曲線Fig.8 Variation curve of precipitation moisture content in the tunnel

由圖7、圖8可知,采用超前真空負(fù)壓降水效果不理想,在同一降水?dāng)嗝嫒舆M(jìn)行含水率測(cè)定,砂層含水率卻呈現(xiàn)上升趨勢(shì),降低的部分幅度不大,含水率隨著降水時(shí)間的推移效果不明顯,砂層含水率幾乎無(wú)變化。根據(jù)地質(zhì)勘察情況該隧道洞身位于地下水位線以下約49 m,為中等富水區(qū)。降水幅度不大是由于隧道的開(kāi)挖導(dǎo)致山體原有的水平衡狀態(tài)被打破,在隧道內(nèi)進(jìn)行降水的同時(shí),上部水向下滲流,致使降水工作達(dá)不到預(yù)期效果。

3.2 地表降水+帷幕注漿加固

基于4.1節(jié)的總結(jié)分析,在DK43+953.3～DK43+967段施工過(guò)程中,采用洞內(nèi)降水以及超前小導(dǎo)管注漿加固的方式,均未能阻止洞內(nèi)涌砂涌水現(xiàn)象的出現(xiàn),主要由于洞內(nèi)含水率較高,采用洞內(nèi)降水的方式不能有效的控制含水率;其次超前小導(dǎo)管注漿壓力相對(duì)較小,在該地層中加固效果不明顯。因此采用地表降水+帷幕注漿方案加固。相較小導(dǎo)管注漿,帷幕注漿由于止?jié){墻的作用,注漿壓力較大,能達(dá)到6 MPa,從而在巖土體中形成良好的止水帷幕,阻擋地下水的滲透,結(jié)合地表降水工作,能最大程度降低洞內(nèi)含水率,能更有效加固土體。

為降低地下水位和砂巖的含水率,在施工段內(nèi)增設(shè)降水井。降水井位于隧道輪廓線外側(cè),左右兩側(cè)交替布設(shè),與隧道初支外輪廓凈距為5 m,沿線路方向單側(cè)間距為16 m,在中線上投影間距為8 m。降水井成孔直徑為600 mm,井管直徑為300 mm,井深到仰拱下20 m。共設(shè)置32口降水井,平均井深141.4 m。降水井布置見(jiàn)圖9,降水井構(gòu)造見(jiàn)圖10。

圖9 降水井布置示意(單位：m)Fig.9 Schematic diagram of the layout of dewatering wells

圖10 降水井構(gòu)造Fig.10 Structural diagram of dewatering well

在觀測(cè)井距正洞兩側(cè)結(jié)構(gòu)外緣1 m外設(shè)置觀測(cè)井,通過(guò)統(tǒng)計(jì),單井最大抽水量達(dá)5 992 m3。有效降低了巖體含水率,開(kāi)挖揭示,掌子面含水量在11%～13.1%之間。砂巖含水率曲線見(jiàn)圖11。

圖11 砂巖含水率曲線Fig.11 Curve of water content of sandstone

帷幕注漿是一種用液壓或氣壓將能凝固的漿液按設(shè)計(jì)的濃度通過(guò)特設(shè)的注漿鉆孔,壓送到指定的巖土層中,填補(bǔ)巖土體中的裂縫或孔隙,增加巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性,旨在改善注漿土體的物理力學(xué)性質(zhì),加強(qiáng)巖體的整體性的方法。通過(guò)鉆孔將漿液注入巖體內(nèi)部的裂隙,各個(gè)孔中的漿液在巖體內(nèi)相互接觸,與巖土體相結(jié)合形成類似于帷幕的具有一定厚度的連續(xù)體,增加巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性,同時(shí)也可減少壓縮性。

通過(guò)計(jì)算確定帷幕注漿初始設(shè)計(jì)參數(shù),注漿長(zhǎng)度均為25 m,開(kāi)挖20 m,保留5 m作為止?jié){巖盤(pán)。堵頭墻采用錨桿(長(zhǎng)3.0 m,間距1 m×1 m,外露1 m,梅花形布置)固定,止?jié){墻身預(yù)留φ108 mm注漿孔與泄水孔,泄水孔間距2 m×2 m。帷幕注漿設(shè)計(jì)見(jiàn)圖12、圖13。

圖12 注漿孔布置(單位：cm)Fig.12 Layout of grouting holes

圖13 帷幕注漿縱斷面(單位：cm)Fig.13 Curtain Grouting Profile

注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn),注漿采用鉆桿后退式分段注漿工藝,采用多坑道注漿鉆機(jī)開(kāi)孔,穿過(guò)止?jié){墻后采用水鉆方式鉆孔至設(shè)計(jì)位置后進(jìn)行后退注漿,分段長(zhǎng)度2.0 m。注漿時(shí)先外圈后內(nèi)圈,先拱部后邊墻,自上而下間隔注漿。注漿時(shí)對(duì)于出水較大的孔位在水玻璃中摻入水性聚氨酯進(jìn)行止水注漿,用量控制在水泥用量的5%左右。當(dāng)單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓,注漿速度控制在10 L/min以下并持續(xù)10 min以上,即可結(jié)束注漿。針對(duì)采用帷幕注漿的5個(gè)循環(huán)施工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 帷幕注漿5循環(huán)施工參數(shù)

注漿時(shí)隨著注漿壓力的增加,要及時(shí)觀察止?jié){墻的變化,調(diào)整墻體參數(shù)。第一循環(huán)中止?jié){墻采用素混凝土,當(dāng)注漿壓力達(dá)到4 MPa時(shí)候止?jié){墻出現(xiàn)開(kāi)裂情況,因此在后續(xù)循環(huán)中采用了鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行加筋,同時(shí)采用C25混凝土,提高止?jié){墻強(qiáng)度。

通過(guò)對(duì)施工參數(shù)的調(diào)整來(lái)工優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào),密切關(guān)注鉆孔過(guò)程中揭示的前方圍巖變化及節(jié)理裂隙發(fā)育情況,通過(guò)對(duì)單孔各注漿段涌水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),調(diào)整注漿參數(shù)和孔位布置,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),最終確定采用第四循環(huán)施工參數(shù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

3.3 效果評(píng)價(jià)

地表降水后,洞內(nèi)開(kāi)挖未見(jiàn)明顯線狀和股狀滲水,掌子面含水率明顯降低,含水率多在11%～14%之間,結(jié)合帷幕注漿加固,未出現(xiàn)集中的涌水涌砂現(xiàn)象,基巖裂隙水明顯較少,開(kāi)挖后圍巖有一定的自穩(wěn)性,基本上能滿足隧道正常施工的要求。

掌子面開(kāi)挖情況見(jiàn)圖14、圖15,可以觀察到掌子無(wú)明顯滲水現(xiàn)象,在圍巖軟弱夾層和節(jié)理裂隙中觀察到清晰可見(jiàn)的漿脈,說(shuō)明地表降水效果顯著,同時(shí)帷幕注漿法起到很好的加固土體的作用。

圖14 采用帷幕注漿后掌子面開(kāi)挖情況Fig.14 Excavation of the face after curtain grouting

圖15 采用帷幕注漿后掌子面開(kāi)挖情況Fig.15 Excavation of the face after curtain grouting

4 結(jié)論

以銀蘭高鐵某新近系軟巖隧道為依托,對(duì)圍巖進(jìn)行取樣調(diào)查,防控過(guò)程進(jìn)行總結(jié)分析,探討了新近系軟巖隧道的涌砂機(jī)理和防控技術(shù),主要結(jié)論如下。

(1)隧址區(qū)洞身圍巖為新近系中新統(tǒng)砂巖,粉細(xì)粒結(jié)構(gòu),曲率系數(shù)Cc為0.98,成巖作用差,易發(fā)生涌水涌砂災(zāi)害,含水率為9%時(shí),出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象,隨著含水率升高,達(dá)到15%時(shí)涌砂現(xiàn)象加劇,含水率超過(guò)20%時(shí)容易發(fā)生大面積涌砂滑塌現(xiàn)象。

(2)該工程洞身位于地下水位以下,隧道開(kāi)挖導(dǎo)致原有應(yīng)力平衡被打破,在自重應(yīng)力和滲透水壓的作用下,臨空面附近產(chǎn)生高應(yīng)力區(qū),砂層之間黏結(jié)力不足以維持穩(wěn)定,故易產(chǎn)生涌砂。

(3)帷幕注漿法運(yùn)用于極軟巖地段隧道施工,結(jié)合地表降水,有效解決了涌砂問(wèn)題。采用帷幕注漿法時(shí),應(yīng)結(jié)合超期地質(zhì)勘探,對(duì)帷幕注漿設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。