2012年二级建造师《水利工程》讲义复习：隧洞流砂段超前支护
5．隧洞流砂段超前支护
5．1 准备工作
在已知围岩地质为流砂地段的条件下，应备足钢轨、焊管、花管、方木、稻草、水玻璃、高标号水泥、注浆机、喷浆机、型钢拱架或钢格栅，并配置有经验的施工技术人员和和管理人员。
5．2 超前探孔
星云湖抚仙湖出流改道工程二标段11＋100～11＋830段为Ⅴ类围岩洪堆击层，隧洞轴线上有数十年前开采小煤窑洞穴，经数十年的堆积沉降，洞穴内淤积为流砂，且分布情况不明。施工过程中曾在11＋690、11＋628两处发生较大流砂造成地表坍塌。
为确保开挖爆破过程中未准确掌握洞穴流砂准确位置不至造成坍方，在钻眼前应先打入6米长焊管作超前探眼，每次探眼不少于5根（顶拱1根，起拱线位置2根，直墙腰部2根），探眼掘进过程中如发现围岩较为松软或流砂、裂隙水从焊管涌出，则应采取短进尺、若爆破、强支护、早封闭、或台阶法施工，涌水量较大时应多打花管，最大限度将流砂体内积水引排。如6米长超前探孔仍未有效跨越流砂体，则应加长超前焊管和花管长度。
5．3 超前支护
确定流砂层长度后，在设计开挖轮廓线基础上径向放大20～40厘米，从起拱线位置打入焊管、花管超前支护，超前管棚横向不留空隙，避免流砂从缝隙中渗出，超前管棚纵向严格按平、顺、直要求打入。如探孔渗出流砂、涌水，且流砂体方量较大，应打入钢轨超前支护，同时在紧贴钢轨管棚上部打入花管加强引排水。
6．隧洞流砂段开挖和支护
6．1 台阶法开挖
隧洞流砂流动性极强，开挖过程中不宜全断面开挖，所有施工应尽量减少对围岩的扰动。
采用台阶法先进行上半部人工开挖，每环进尺不宜大于0．5米，上半部开挖后对渗水位置打入花管排放地下渗水，不宜封堵，对渗漏流砂位置采用管棚、稻草进行封堵，让流砂内渗水从稻草缝隙中渗出，较大颗粒被管棚封堵。根据已掌握的流砂体流动性和涌水、渗水量适当控制台阶长度，一般3米～5米为宜。
6．2 加强拱部纵向支护
由于施工过程中超前管棚很难控制在同一平面，导致拱部开挖后有流砂、渗水渗漏或管棚不能承受流砂体的垂直压力、挤压力，造成拱部沉降、位移。随上半部开挖的不断深入，必须及时打入第二环或第三、第四环超前管棚，直至超前管棚进入非流砂岩层，且能够有效支撑流砂体垂直压力、挤压力，并在第一时间对流砂进行封堵，对渗水进行引排。
6．3 加强拱部横向支护
拱部短进尺开挖加强纵向超前管棚支护后，横向已是支撑流砂体垂直压力、挤压力重要组成部分，务必及时加强拱部型钢拱架或钢格栅横向支撑，挂设钢筋网、喷射砼支护。通过收敛量测，准确掌握其沉降量、沉降速度、水平位移、水平位移速度，必要时在型钢拱架、钢格栅起拱线处加设横支撑，确保拱部对流砂体的支撑能力。
6．4 下部台阶施工
由于流砂自稳能力极差，流砂体拱部横、纵向加强支护后，对下半部应进行短进尺、强支护施工，每次进尺控制在0．5米左右．
为保证对拱部有较可靠的支撑效果，下半部宜分左右两侧边挖边护，即先开挖左侧或右侧下半部，按设计要求完成挂网、焊接下半部型钢或钢格栅、喷射砼、打设锚杆等工序后，再进行下半部另一侧施工。
6．5 加强底板横向支撑、基底换填、封闭底板
流砂或其他软弱围岩承载能力较差，在设计二期支护断面外先进行基底换填、设置横向钢拱架或钢格栅、浇筑底板仰拱砼，使拱部、边墙、底板在二期支护断面外形成完整的封闭圈，避免内水外渗或外水内渗，共同抵制围岩较为复杂的挤压力和沉降、位移、变形，确保后期施工安全。
