楊春玲，王 麗，劉佳昌，馬紅昕

（中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

1 工程概況

西氣東輸二線錦江隧道頂管穿越工程位于江西省高安市祥符鎮(zhèn)與藍(lán)坊鎮(zhèn)交界處，河床寬度約190 m，兩岸有圩堤，堤防等級(jí)為4級(jí)。穿越線總長(zhǎng)約783.4 m，頂管施工。始發(fā)井采用圓形截面豎井，其中心距離堤腳58 m，豎井直徑12.5 m，深22.955m，其中沉井段14.5m，鉆爆豎井段8.355 m；豎井壁采用C30鋼筋混凝土，厚度0～1.0 m，采用分節(jié)分級(jí)制作。巖石段采用鉆爆法施工，支護(hù)總厚度為600 mm，豎井底板厚度為600 mm，采用鋼筋混凝土整體澆注。

2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

豎井場(chǎng)地地基按成因、形成時(shí)代、工程性質(zhì)等自上而下分為4層。豎井中心位置鉆孔地質(zhì)描述如下：

①粉質(zhì)黏土 （Q4al）：淺黃色、灰黃色，以硬塑為主，少量呈可塑，刀切面較光滑，組份以粉黏粒為主，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無(wú)搖震反應(yīng)；實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)為6～13擊；透水性能為微透水。該層層厚2.1 m，層頂標(biāo)高27.65 m。

②中砂 （Q4al）：為第四系全新統(tǒng)沖積成因，灰黃、淺黃色，濕～飽和，稍密～中密，成分以石英、長(zhǎng)石為主；強(qiáng)透水，實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)為10～15擊。該層層厚9.85 m，層頂標(biāo)高25.55 m。

③強(qiáng)風(fēng)化礫巖：紫紅色，泥鈣質(zhì)膠結(jié)性差；透水性較強(qiáng)。該層層厚6 m，層頂標(biāo)高15.7 m。

④中風(fēng)化礫巖：淺灰色、灰白色，礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥鈣質(zhì)膠結(jié)；透水性較弱。該層層頂標(biāo)高9.7 m。

3 豎井止水設(shè)計(jì)

考慮到場(chǎng)地地下水位較高，經(jīng)過(guò)地層透水性較強(qiáng)，如采用多個(gè)降水井進(jìn)行強(qiáng)降水，地下水降到中風(fēng)化巖層位置時(shí)，降水漏斗將延伸到錦江防洪大堤下，地表下沉有可能會(huì)危害到錦江防洪大堤的安全。故設(shè)計(jì)時(shí)采用高壓旋噴樁止水 （見圖1）。具體方案如下：

首先在離井壁外1.5 m處打設(shè)第一排旋噴樁，旋噴樁范圍從強(qiáng)風(fēng)化巖層以下4 m至地下水位以上50 cm，以確保沉井順利下沉施工。沉井下沉至強(qiáng)風(fēng)化巖層以下2 m后，開始緊靠井壁打兩排旋噴樁，鉆孔進(jìn)入中風(fēng)化巖層50 cm，旋噴樁范圍從孔底至沉井變截面處，采用梅花形布置，成樁直徑D為0.5 m，孔距0.866 D，排距0.75 D。最內(nèi)排106根樁，中間排111根樁，最外排124根樁，共計(jì)341根樁，最內(nèi)側(cè)旋噴樁緊貼沉井外壁。對(duì)豎井周圍土體加固后，經(jīng)驗(yàn)算旋噴樁強(qiáng)度不小于10 MPa。

4 事故發(fā)生及其原因分析

在旋噴樁施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在局部位置旋噴樁不能打至預(yù)計(jì)深度，但當(dāng)時(shí)未探明原由和進(jìn)行任何處理；豎井在鉆爆段井壁施工過(guò)程中地面出現(xiàn)局部塌陷，且井底出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。

圖1 旋噴樁止水方案

經(jīng)補(bǔ)鉆探明，豎井位于軟土與巖層交界位置，地質(zhì)情況非常復(fù)雜。塌方處為中風(fēng)化巖層區(qū)與軟土區(qū)過(guò)渡帶，地質(zhì)主要為風(fēng)化殘積石泥質(zhì)填充。井圈周圍高壓旋噴樁入巖深度50 cm，該地層高壓旋噴樁無(wú)法穿透；井圈周圍三排高壓旋噴樁形成一個(gè)整體的地下止水帷幕，井圈外側(cè)地下水無(wú)法穿透此止水帷幕而只能匯集至該過(guò)渡帶旋噴樁下方的亂石層并流出，隨著開挖深度的增加，地下水壓力增大，水流沖走亂石層石縫間砂土后，亂石隨之下沉，造成地面局部塌陷。

5 事故處理措施

5.1 井內(nèi)止水

采用沙袋將井圈內(nèi)泄水口及其兩側(cè)2 m范圍進(jìn)行封堵，沙袋堆壘高度1.5 m，封堵后在沙袋外側(cè)掛網(wǎng)噴錨，噴射混凝土厚度約0.1 m。

5.2 井外壓漿固化

井圈外塌孔處鉆2排注漿孔，內(nèi)排注漿孔位于最外排高壓旋噴樁與第二排高壓旋噴樁之間，外排注漿孔位于最外排高壓旋噴樁外側(cè)。

為確保后期豎井施工安全及進(jìn)度，在整個(gè)軟土區(qū)最外排高壓旋噴樁與第二排高壓旋噴樁之間打設(shè)一排注漿孔進(jìn)行注漿。在整體基巖區(qū)打設(shè)兩個(gè)孔取芯以探明下部地質(zhì)，若下部仍存在不良地質(zhì)，該兩孔可作為注漿孔。

鉆孔孔徑110 mm，鉆孔深度至豎井底板以下2 m。注漿漿液水灰比1∶1.2，漿液中摻入10% （水玻璃占水泥漿的重量比）的水玻璃。注漿壓力10～20 MPa，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。注漿采用逐米分層注漿法，注漿范圍從豎井底板以下2 m至地下水位線處。

本豎井采用了高壓旋噴樁止水帷幕+鉆孔壓漿的方法作為復(fù)雜地層條件下的止水方案，取得了滿意效果，使工程施工得以繼續(xù)進(jìn)行。

[1]謝石連.某沉井流砂事故分析與處理[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2009,5（3）:621-624.

[2]李勝新，李澤苑，君與峰.淤泥質(zhì)地質(zhì)盾構(gòu)始發(fā)洞門地層改良技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2011，（3）：63-64.