采用呈傘狀、發(fā)散式全斷面帷幕注漿的先進(jìn)工藝,能夠有效提高隧道穿越采空區(qū)施工的安全性,同時(shí)運(yùn)用豎向深孔基底注漿工藝可提高采空區(qū)處置效果,保證我們項(xiàng)目的采空區(qū)不‘踩空’。”看著取芯機(jī)取出的芯樣數(shù)據(jù),中交一公局集團(tuán)華鎣山隧道項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理韓文搶高興地說(shuō)。
廣安至鄰水快速通道關(guān)鍵控制性工程華鎣山隧道全長(zhǎng)6.5公里,是四川省在建最長(zhǎng)、地質(zhì)最復(fù)雜的煤(巖)與瓦斯突出隧道,也是我國(guó)第一條正穿煤礦采空區(qū)的公路瓦斯隧道,被業(yè)內(nèi)專家稱為“五毒俱全”的隧道,堪稱“隧道不良地質(zhì)博物館”。項(xiàng)目目前正穿的高頂山煤礦采空區(qū)具有瓦斯?jié)舛葮O高、空間分布規(guī)律性差、頂板冒落塌陷情況難以預(yù)測(cè)等眾多極端性施工難題,嚴(yán)重影響了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工的開展。
“采空區(qū)就好像一個(gè)個(gè)巨型陷阱,如果處置不當(dāng),極易塌陷或沉降,影響整條公路的質(zhì)量,后期修復(fù)的成本更是高的驚人。”韓文搶介紹,“我們首先要做的就是摸清煤礦巷道、采空區(qū)范圍的具體分布情況,“對(duì)癥下藥”,做到徹底處置,不留安全質(zhì)量隱患。”經(jīng)過(guò)詳細(xì)的勘察,技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)采空區(qū)埋藏深度不一、地質(zhì)及填充條件復(fù)雜,有毒有害氣體含量大,諸多干擾因素都對(duì)項(xiàng)目的探測(cè)工作提出了挑戰(zhàn)。在經(jīng)過(guò)反復(fù)比選試驗(yàn)后,項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)小組決定采取物探和鉆探勘察相結(jié)合的方式為采空區(qū)“把脈問(wèn)診”。一連兩個(gè)月,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守在幽暗的隧道深處,給采空區(qū)做了個(gè)全身“CT”,將整個(gè)采空區(qū)劃分為“四區(qū)三帶”,即ABCD四區(qū),冒落帶、裂隙帶、彎曲帶三帶。順利完成了復(fù)雜條件下采空區(qū)的精細(xì)探測(cè)任務(wù),借助BIM技術(shù)完美重現(xiàn)采空區(qū)的空間形態(tài)特征,使得采空區(qū)現(xiàn)狀清晰的展示在技術(shù)人員眼前。
摸清采空區(qū)范圍的布置情況后,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面臨的才是真正的“重頭戲”。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以量離子遙感技術(shù)為“千里眼”探路,摸清前方山體巖層地質(zhì)種類以及活動(dòng)范圍。他們發(fā)現(xiàn),可以利用水泥漿流動(dòng)性好的特點(diǎn),采用呈傘狀、發(fā)散式全斷面帷幕注漿的先進(jìn)工藝,將小導(dǎo)管深度嵌入山體30米處,對(duì)山體空隙進(jìn)行“堵氣式”封孔,有效防止有毒有害氣體溢出。
“每一處全斷面注漿都達(dá)8環(huán),累計(jì)148孔,實(shí)現(xiàn)了環(huán)環(huán)相扣、孔孔定位,如同為采空區(qū)織起一張密不透風(fēng)的防護(hù)網(wǎng)。”韓文搶在方案研討會(huì)上說(shuō)道。織網(wǎng)后便是筑墻,在注入了足足8個(gè)兆帕強(qiáng)度的水泥漿后,采空區(qū)斷面很快形成了5米厚的“保護(hù)墻”,成為了治理溶腔裂隙、有效防止高瓦斯等有毒氣體泄露的“關(guān)鍵一招”。
同時(shí)“超前大管棚工藝”搭建起的“四梁八柱”成為重點(diǎn)加固圍巖、有效突破采空區(qū)的重要一環(huán)。內(nèi)嵌式鋼筋籠在鋼管內(nèi)構(gòu)建起勁性骨架,形成整體式的鋼管拱,為采空區(qū)“強(qiáng)筋壯骨”,構(gòu)筑起一道堅(jiān)不可摧的內(nèi)部堡壘,隧道方才涉險(xiǎn)過(guò)關(guān)。
管棚作業(yè)結(jié)束后,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)乘勢(shì)而上,立即投入到豎向基底采空區(qū)處治的攻堅(jiān)戰(zhàn)中,深孔注漿、吹砂、混凝土填筑等重要工序相繼展開。“我們基底采空區(qū)處治應(yīng)采取灌注充填法,必須遵循‘探灌結(jié)合,過(guò)程控制’的原則進(jìn)行信息化施工。”韓文搶在施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)肅的說(shuō)道。基底注漿共計(jì)分為三序,每序一驗(yàn)證,一總結(jié),一部署。注漿花管從隧道一直延伸至穿越采空區(qū)后的基巖,能夠很好的起到“鋼管樁”作用。
通過(guò)注漿及灌注混凝土,能有效地填充采空區(qū)空隙及空洞,增強(qiáng)了采空區(qū)巖石密實(shí)度,提高了原巖層結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度,阻止了頂板繼續(xù)垮落。同時(shí)依靠漿液良好的流動(dòng)性,對(duì)節(jié)理、裂隙、層理等軟弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)行填充膠結(jié),提高了抗剪強(qiáng)度,增強(qiáng)了采空區(qū)整體穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)對(duì)采空區(qū)填充加固,提高了地基承載力,漿液的結(jié)石體阻止上覆巖層及地表的進(jìn)一步變形,采空區(qū)的整體穩(wěn)定性增強(qiáng)。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月的治理,486個(gè)基底灌注孔全部處治完成,原本高瓦斯密集、四處坍塌的采空區(qū),逐步變得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)、固若金湯,有效“屏蔽”了有毒氣體,讓隧道掘進(jìn)路上的“攔路虎”沒(méi)了蹤影,為后續(xù)施工及運(yùn)營(yíng)提供有效保障。
2024年5月,項(xiàng)目近1萬(wàn)平方米采空區(qū)處置工作全部完成,采空區(qū)實(shí)現(xiàn)不“踩空”,徹底變成了“安全區(qū)”,讓華鎣山隧道項(xiàng)目的建設(shè)效率和質(zhì)量更上一層樓。
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