复杂地质条件下深竖井施工技术研究

李军平

（中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810007）

隧道工程施工难度较大，而修建隧道时需要修建若干竖井井筒工程，加快隧道施工进度。然而，地质条件复杂多变，使隧道竖井施工面临一系列技术难题，如深厚破碎带、含水层、高地温以及各种构造等。基于复杂地质条件基础情况，对深竖井施工参数进行合理控制，从而提升施工技术应用效果，提高工程质量。

1 复杂地质条件下深竖井施工难点

1.1 溜渣井堵井事故

在复杂地质条件下进行深竖井施工时，需要做好溜渣井作业活动，在实际施工过程中，容易出现堵井事故，在处理时难度相对较大，并且在工作中所面临的安全风险较高，也会给施工企业带来严重的负面影响。导致此类隐患出现的主要原因在于，在工程施工期间，没有对爆破参数进行合理控制，使得爆破时涌入溜渣井中的碎石料过大，导致结构出现堵井情况。同时还存在大块石落入溜渣井的情况，这样也会增加堵井事故发生概率，影响作业活动的有序进行。如果施工期间出现堵井问题，需要及时处理。第一，井内灌注标准比例泥浆，稳定内外土层压力，维持溜渣井形态；第二，利用抓取机械清理溜渣井中堵石，若石块较大，需要进行破碎处理后再打捞。

1.2 渗水、涌水问题

在复杂地形条件下，也容易出现渗水涌水等问题，导致此类情况出现的主要原因如下：第一，区域土层含水量较多，目前地层内水体呈三种形态分布，分别是自由水、结合水和毛细水，结合水和毛细水存在地层间隙中，在外力破坏地层稳定态后，水体会向着薄弱处流动，从而造成渗水问题。第二，复杂地形下也存在压力较高的承压水，上部土层压力卸载后，承压水会沿着地层裂隙处进行扩散，从而出现涌水、涌砂等问题，如果不能及时处理渗水、涌水问题，也将直接造成竖井塌陷、围壁形变等施工问题，影响作业环境的安全性。在出现涌水、涌砂问题后，第一，建立临时排水系统，将涌出水分排出，同时建立降水井降低地下承压水压力，确保结构压力平衡。第二，不再涌水后，在区域内进行钻孔，搭配压力注浆技术封堵裂隙，确保结构稳定性。

2 深竖井施工技术应用要点

2.1 场地平整作业

在该环节作业活动开展过程中，应注意以下内容：第一，对施工图纸内容进行细致研究，根据施工图纸中标记的参数内容，依次完成测量放线任务。同时，也需要清理地面上的杂物，如果地区内存在地下管线，需要利用综合物探法对管线位置进行确定，避免开挖时出现施工冲突问题。第二，考虑到复杂地形条件下地层内部含水量相对丰富，因此在场地平整处理过程中，提前在场地周围布设好排水沟，并且选择合适位置布置集水井，收集排出的水体，根据水质情况作为拌和用水或降尘用水，提升水资源利用效率。

2.2 锁口圈梁作业

在该环节作业活动开展过程中，应注意以下内容：（1）多数情况下，会使用人工开挖方式，为了确保作业结果的可靠性，提前预留出20cm的锁口宽度，作用是用来人工修整，提升作业结果的可靠性。（2）为了提升开挖面稳定性，会利用喷射混凝土展开加固，若土体稳定性较差，搭配锚杆支护、砌筑支护等方法稳固土层。（3）考虑到目前工程作业多使用商品混凝土，因此在实际应用中会采用一次性整体浇筑的方法，搭配分层浇筑（单层浇筑厚度小于50cm），确保结构最终成型的质量。

2.3 提升系统施工

（1）进行井架基础作业时，需要根据使用要求在合适位置布置预埋件，搭配整体浇筑方法，从而加快系统施工速度，提升作业结果的可靠性。（2）进行井架安装作业，结合工程期间的开挖要求，筛选井架作业材料，包括钢管材料、工字钢等，检查参数合理性之后再进行作业，从而确保结果的合理性和实用性。（3）龙门吊安装作业，在实际作业过程中，根据吊重的相关要求来确定龙门吊应用功率，进而提升作业结果的可靠性。

2.4 土方开挖作业

在开展土方开挖作业过程中，注意以下几点：（1）进行土方开挖作业前，控制地下已有管线位置、埋深等参数，尤其是一些危险性较高的管线，如电力管线、燃气管线等，非必要情况下，应避开管线位置进行竖井开挖作业，确保作业过程的安全性。（2）进行土方开挖作业时，需要遵循“对角开挖”原则，而且在整个开挖过程中，做好相应的监测工作，降低开挖期间的风险性。（3）完成开挖作业后，也需要及时展开工作面作业，搭配喷射混凝土施工技术，有序完成该环节作业。

2.5 钢格栅架设作业

（1）做好施工材料质量验收，待满足要求后才可以使用，并且钢格栅也可以采用现场制作的方式进行处理，以便快速调整尺寸结构。（2）进行钢格栅加工处理时，严格遵守相应的加工规范，而且要做好精度控制，从而可以控制在合理范围。而且组装前也需要进行试拼作业，提升作业结果的可靠性。（3）在组装好结构施工过程中，根据土方开挖情况分层浇筑，并且每完成一层土方开挖作业，在该位置架设一次钢格栅，并且做好区域内基础资料的清理工作。

2.6 小导管注浆作业

展开小导管注浆作业也需要注意：（1）按要求完成钢格栅施工后，在坑壁处着手小导管注浆活动，一般情况下，会使用无缝钢管进行作业，同时在合理位置布设溢浆孔，此类孔的布设形状呈现梅花形，以满足具体的作业要求。（2）在该环节也需要确保小导管作业过程与格栅作业保持同步，作业倾角设置为15°，满足作业要求。（3）对浆液配置比例进行优化设计，相关参数需要满足既定要求，并且在校验合格后进行使用，满足作业过程的基础要求。

2.7 喷射混凝土施工

（1）挑选恰当的工程作业时机，一般情况下，需要在钢格栅安装活动结束后快速展开混凝土初喷作业，而单次喷射的混凝土厚度也需要控制在50～70mm，以满足相应的作业需求。（2）在正式喷射工作开始前，需要利用高压水进行清洗和喷湿作业，同时对管道做好预清理工作，满足相应的喷射作业要求。（3）完成钢筋网施工活动后，进入正式的作业环节，拌和泥浆强度不能低于C30，喷射厚度在20～30cm，喷射期间的压力控制在0.3～0.5MPa，满足具体的质量作业要求。

2.8 钢支撑安装作业

在该环节作业活动中，工作内容包括横向支撑作业和角撑作业两部分，前者在施工过程中，多使用Q235型I25a工字钢，后者常用Q235型I22a工字钢进行作业。在安装活动中，利用焊接方式将钢支撑固定在预埋钢板结构处，做好控制所需钢板长度、厚度、硬度等内容，同时，也需要在预埋的钢板背后完成2～3根锚固钢筋的焊接操作，锚固钢筋的具体参数也要结合安装情况选择，以此满足具体的焊接需求。另外，在焊接过程中，做好焊缝厚度（不超过8mm）的控制工作，提升支撑结构的完整性。

2.9 竖井封底处理

除了上述提到的作业要点外，还需要做好竖井封底处理工作：（1）做好施工材料质量的控制工作，基于复杂地形的基础情况，选择强度不低于C30混凝土参与封底作业中，整体喷射厚度控制在300mm，以满足封底处理的基础要求。（2）进行竖井开挖作业时，在施工到既定标高时，需要先在底部喷射一层厚度为25mm的混凝土加固底部，随后在侧墙位置预支预埋工字钢结构来稳固竖井结构，搭配喷射混凝土作业逐渐完成封底工作。需要注意的是，在混凝土喷射过程中，应按照由周边向中间喷射的顺序展开，进而提升封底结果的合理性。

3 结语

综上所述，通过本项目研究，总结复杂地质条件下隧道竖井施工设备布置、爆破参数优化、有效防治水方案、深厚破碎带施工、通风方案选择等，解决了复杂地质条件下隧道竖井快速、安全施工关键技术问题。该技术是隧道、凿井施工技术的巨大进步，是今后乃至未来隧道竖井井筒施工技术的发展方向，对距离跨度大的隧道施工具有十分重大的意义。