复杂地层条件下运输通道施工关键技术研究摘要本文以古交屯兰运输通道工程为例，采用注浆辅助施工的方法改善富水砂卵石层的性能，保证了运输通道施工的顺利进行。主要内容包括注浆方案的选择、注浆钻孔的布置、注浆压力的计算、注浆材料的选择以及注浆效果的分析评价等。关键字运输通道富水卵石层注浆分析评价富水砂卵石层在我国分布广泛，是地下工程常见的不良复杂地层。特别是富水砂卵石层中水的影响，它往往是地下工程施工成败的关键，为了满足无水施工，降水往往是首选的辅助施工方法，但是降水辅助施工往往会给环境造成较大负面影响，如地表大面积沉降等。该文结合古交屯兰运输通道施工及周围环境情况，经综合考虑采用注浆的方法改善富水砂卵石层的性能，以保证运输通道施工的顺利进行。1古交屯兰运输通道工程概况西山煤电集团公司古交电厂燃料运输工程是古交电厂的主要配套工程，运输通道倾角16°，为下行掘进。运输通道地处屯兰井田内，地表被第四系卵石、砂层覆盖，地势较平坦，运输通道中心坐标X=4197436.482，Y=37598216.843，方位角80°53′25″，净断面15.2m²，倾角16°。年降雨量分配悬殊，多集中在6~9月份。区内有屯兰河、汾河，汾河自西向东流过并穿过城区，区内地表被第四系卵石层覆盖，该层为第四系主要富含水层，根据以往附近实际揭露情况，预计涌水量为：128~318m³/h。2注浆方案确定结合工程的实际情况，由于运输通道较长，倾斜角度为16°，同时要通过两座六层建筑物，综合分析决定采用注浆法辅助施工。在充分了解工程地质条件情况下，以注浆试验为依据，结合工程处理要求和安全等级，兼顾经济合理的原则，确定采用全断面超前预注浆法施工，同时采用壁后注浆和地面注浆辅助的方案，以确保工程施工安全顺利进行。1、工作面全断面预注浆方案工作面预注浆暂按10m一个段长考虑，封闭工作面时沿工作面四周按间距2.0×2.0米与通道夹角10º的方位预埋8个注浆管的孔口管。2、地面预注浆方案地面注浆暂按运输通按斜长考虑，即斜长59~69m（水平长度56.7~66.3m段）段。注浆时沿运输通道方向距中心4000mm在两侧各布置一排注浆孔，每排布置注浆孔3个，间距为5000mm，注浆孔采用钻机施工。注浆的施工顺序为：地面预注浆—通道深62~67m段壁后注浆—通道25~62m段壁后注浆—工作面预注浆，注浆时采用由下向上的方法进行逐段注浆，然后再从上向下进行复注补浆。3、壁后注浆方案壁后注浆的目的是通过注浆来加固壁后沙砾层和堵水，使工作面以上沙砾层的水不进入工作面，起到加固地层和封水目的。壁后注浆的区段为斜长25~67m。其中；斜长25~62m段注浆以壁后充填为主，注浆孔间排距为3.0×3.0m，共布孔84个，注浆孔深以穿透井壁进入壁后500mm；斜长62~67m段为注浆加强段，注浆孔间排距为2.5×2.5m，布孔21个，该段通过注浆达到封闭上部来水通道和加固地层的目的，注浆孔深设计为5.0m，沿运输通道四周布置。3注浆设计1、注浆段高确定地面预注浆按斜长59m~69m；壁后注浆由斜长25m处开始注浆至斜长67m处结束，注浆区段斜长42m；工作面首次预注浆为斜长68m~78m，注浆段长10.0m。该注浆段为沙砾层段。2、注浆参数确定1)井壁强度的校检式中：P—注浆部位井壁能承受的压力，kg/cm2；Pc—注浆终压，kg/cm2E—井壁厚度，厘米（取40cm）；R0—井筒半径，厘米（取225cm）K—井壁材料允许抗压强度，kg/cm2（C30时，取325kg/cm2）R—井壁材料极限抗压强度，kg/cm2（取325kg/cm2）；n—安全系数，n=2依据公式可得：2）注浆压力选择斜长69m时，垂深19.0m，静水位在斜长29.0m处，斜长69m时静水压力大约为1.1kg/cm2。（1）注浆初压选静水压力加上2kg/cm2，为3.1kg/cm2~5.1kg/cm²（2）注浆正常压力取静水压加上3kgcm2，为4.1kg/cm2~6.1kg/cm²（3）注浆终压取静水压加上6kg/cm2，为7.1kg/cm2~9.1kg/cm²3）井壁抗压强度与注浆终压的校验井壁抗压强度P应大于注浆终压。依据公式计算井壁抗压强度P=22.68kg/cm2大于注浆终压1kg/cm2~9.1kg/cm2。故注浆终压选择合理。4）注浆量（）确定（1）斜长59~69m段沙砾石含水层壁后充填注浆消耗浆液量式中：—注浆量，；λ—浆液材料损耗系数，取1.2v—充填体积，；h—沙砾层空洞率，取40%m—注浆材料结石率，取90%依计算可得：（2）斜长25~62m、斜长62~67m段沙砾石含水层孔隙消耗浆液量依计算可得：（3）斜长6