西气东输二线锦江隧道顶管施工工作井的涌水处理

杨春玲，王 丽，刘佳昌，马红昕

（中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

1 工程概况

西气东输二线锦江隧道顶管穿越工程位于江西省高安市祥符镇与蓝坊镇交界处，河床宽度约190 m，两岸有圩堤，堤防等级为4级。穿越线总长约783.4 m，顶管施工。始发井采用圆形截面竖井，其中心距离堤脚58 m，竖井直径12.5 m，深22.955m，其中沉井段14.5m，钻爆竖井段8.355 m；竖井壁采用C30钢筋混凝土，厚度0～1.0 m，采用分节分级制作。岩石段采用钻爆法施工，支护总厚度为600 mm，竖井底板厚度为600 mm，采用钢筋混凝土整体浇注。

2 场地工程地质条件

竖井场地地基按成因、形成时代、工程性质等自上而下分为4层。竖井中心位置钻孔地质描述如下：

①粉质黏土 （Q4al）：浅黄色、灰黄色，以硬塑为主，少量呈可塑，刀切面较光滑，组份以粉黏粒为主，干强度中等，韧性中等，无摇震反应；实测标贯击数为6～13击；透水性能为微透水。该层层厚2.1 m，层顶标高27.65 m。

②中砂 （Q4al）：为第四系全新统冲积成因，灰黄、浅黄色，湿～饱和，稍密～中密，成分以石英、长石为主；强透水，实测标贯击数为10～15击。该层层厚9.85 m，层顶标高25.55 m。

③强风化砾岩：紫红色，泥钙质胶结性差；透水性较强。该层层厚6 m，层顶标高15.7 m。

④中风化砾岩：浅灰色、灰白色，砾状结构，块状构造，泥钙质胶结；透水性较弱。该层层顶标高9.7 m。

3 竖井止水设计

考虑到场地地下水位较高，经过地层透水性较强，如采用多个降水井进行强降水，地下水降到中风化岩层位置时，降水漏斗将延伸到锦江防洪大堤下，地表下沉有可能会危害到锦江防洪大堤的安全。故设计时采用高压旋喷桩止水 （见图1）。具体方案如下：

首先在离井壁外1.5 m处打设第一排旋喷桩，旋喷桩范围从强风化岩层以下4 m至地下水位以上50 cm，以确保沉井顺利下沉施工。沉井下沉至强风化岩层以下2 m后，开始紧靠井壁打两排旋喷桩，钻孔进入中风化岩层50 cm，旋喷桩范围从孔底至沉井变截面处，采用梅花形布置，成桩直径D为0.5 m，孔距0.866 D，排距0.75 D。最内排106根桩，中间排111根桩，最外排124根桩，共计341根桩，最内侧旋喷桩紧贴沉井外壁。对竖井周围土体加固后，经验算旋喷桩强度不小于10 MPa。

4 事故发生及其原因分析

在旋喷桩施工过程中，发现在局部位置旋喷桩不能打至预计深度，但当时未探明原由和进行任何处理；竖井在钻爆段井壁施工过程中地面出现局部塌陷，且井底出现涌水现象。

图1 旋喷桩止水方案

经补钻探明，竖井位于软土与岩层交界位置，地质情况非常复杂。塌方处为中风化岩层区与软土区过渡带，地质主要为风化残积石泥质填充。井圈周围高压旋喷桩入岩深度50 cm，该地层高压旋喷桩无法穿透；井圈周围三排高压旋喷桩形成一个整体的地下止水帷幕，井圈外侧地下水无法穿透此止水帷幕而只能汇集至该过渡带旋喷桩下方的乱石层并流出，随着开挖深度的增加，地下水压力增大，水流冲走乱石层石缝间砂土后，乱石随之下沉，造成地面局部塌陷。

5 事故处理措施

5.1 井内止水

采用沙袋将井圈内泄水口及其两侧2 m范围进行封堵，沙袋堆垒高度1.5 m，封堵后在沙袋外侧挂网喷锚，喷射混凝土厚度约0.1 m。

5.2 井外压浆固化

井圈外塌孔处钻2排注浆孔，内排注浆孔位于最外排高压旋喷桩与第二排高压旋喷桩之间，外排注浆孔位于最外排高压旋喷桩外侧。

为确保后期竖井施工安全及进度，在整个软土区最外排高压旋喷桩与第二排高压旋喷桩之间打设一排注浆孔进行注浆。在整体基岩区打设两个孔取芯以探明下部地质，若下部仍存在不良地质，该两孔可作为注浆孔。

钻孔孔径110 mm，钻孔深度至竖井底板以下2 m。注浆浆液水灰比1∶1.2，浆液中掺入10% （水玻璃占水泥浆的重量比）的水玻璃。注浆压力10～20 MPa，根据现场实际进行调整。注浆采用逐米分层注浆法，注浆范围从竖井底板以下2 m至地下水位线处。

本竖井采用了高压旋喷桩止水帷幕+钻孔压浆的方法作为复杂地层条件下的止水方案，取得了满意效果，使工程施工得以继续进行。

[1]谢石连.某沉井流砂事故分析与处理[J].地下空间与工程学报，2009,5（3）:621-624.

[2]李胜新，李泽苑，君与峰.淤泥质地质盾构始发洞门地层改良技术[J].石油工程建设，2011，（3）：63-64.