1 引言

    隧道是鐵路工程建設的重要形態(tài)，確保隧道工程的高質量建設，對于我國基礎交通網絡完善和經濟發(fā)展具有重大影響。隧道斷層施工前，進行泄水降壓施工極為關鍵。結合梁山隧道工程建設實際，提出一種全新化的泄水降壓方式——磁性浮球液位計。本文就磁性浮球液位計施工要點展開分析。

 

    2 工程概況

    梁山隧道位于福建省漳州市境內，全長 9888m。隧道范圍屬低山地貌，地形起伏較大，相對高差 200～400m，洞身較大埋深 680m。施工過程中，1 # 斜井工區(qū) L7 斷層極其富水，有涌泥現(xiàn)象發(fā)生，涌泥物質為全風化花崗巖夾輝綠巖、閃長玢巖，總涌泥量 4.8×10 4 m 3 ，對隧道施工造成較大阻礙。對此，本項目采用磁性浮球液位計法對其進行泄水降壓。

 

    3 磁性浮球液位計的工藝原理及特點

    3.1 磁性浮球液位計的工藝原理

    梁山隧道施工中，斷層區(qū)與的風化現(xiàn)象嚴重，并且地層水含水較大，對此，施工人員進行了磁性浮球液位計工藝的工藝。具體而言，該工法以全風化深埋富水花崗巖為基礎，在其巖體上設置 1 組相互咬合的水平旋噴樁，并確保其呈梅花形分布。單組旋噴樁總數(shù)為 7根，其中，周邊 6 根，中心 1 根（見圖 1）。泄水降壓控制中，泄水通道處于旋噴咬合樁樁體中間，周圍 6 根相互咬合旋噴體為泄水通道護壁，同時，在泄水通道的孔口安裝帶球閥的孔口管。在其作用下，巖層中的清水得以有效排除，而固體物質的以保留，有效地提升了全風化深埋富水花崗巖的泄水降壓質量。

 

    3.2 磁性浮球液位計的工藝特點

    作為一種全新化的泄水降壓方式，磁性浮球液位計對于富集水底層的排水控制和壓力調節(jié)具有深刻影響。從梁山隧道工程建設過程來看，其工藝技術的應用具有以下特點：（1）自制水平鉆機是磁性浮球液位計鉆孔掘進的主要設備，該設備結構形式較為簡單，而且扭矩及水平力強大，其能夠有效地滿足隧道工程泄水降壓的需要，具有工法簡單、工序單一、效益較高的特征； （2）本項目建設中，中心孔泄水通道的排水能力保持在 6.5m 3 /h，而 6 根相互咬合旋噴體能夠防止塌孔或全風化物質進入泄水通道，有利于富水易塌軟弱圍巖的穩(wěn)定,故而泄水降壓效果較為突出；（3）與傳統(tǒng)施工方式相比，先加固后排水是磁性浮球液位計法應用的基本特征，其有效地避免了超高水壓都會施工人員的傷害，具有較高的安全性、可靠性  。

 

    4 磁性浮球液位計的技術要點

    作為一種高效化、安全化的泄水降壓方式，磁性浮球液位計法的應用對于隧道工程建設指令提升和效益獲得具有較大影響。要實現(xiàn)其技術應用的水平的提升，施工人員就必須注重以下要點的全面把控。

 

    4.1 施工流程

    梁山隧道工程建設中，施工人員嚴格按照施工準備、鉆孔、旋噴、泄水孔設置、洞內排水渠道、泄水降壓的順序進行施工，提升了隧道斷層泄水降壓施工質量（見圖 2）。

 

 

    4.2 施工準備

    充分全面的前期準備工作能夠促進磁性浮球液位計的高效實施。梁山隧道工程建設中，施工人員的準備工作包括：（1）進行鉆機設備檢查，確保其整體性能的良好； （2）高壓注漿泵是磁性浮球液位計施工的重要設備，施工人員對其管路的暢通情況進行檢查，并確保壓力表運作正常；（3）進行樁位側方，在隧道側壁測量出 7 個相互咬合旋噴樁樁位，用鋼筋作好樁位標志,并編好每組里的 7 個樁號。其中，樁徑為 500mm，樁間距和咬合分別為 0.35m 和 0.15m。

 

    4.3 鉆孔、旋噴

    鉆孔和旋噴是磁性浮球液位計施工技術應用的重要環(huán)節(jié)。本項目鉆孔施工中，施工人員按探孔的角度對初始鉆孔角度進行確定，并確保在鉆進過程中，鉆機的循環(huán)液壓力為 1~2MPa。同時避免砂石堵住噴嘴。在一些自穩(wěn)極差的地層，施工人員采用鉆注結合工藝，即在施工過程中采用前進式后退注漿，通過此法分段注漿，使塌方體穩(wěn)固后逐步推進，保證隧道安全和塌方體的改良，同時也為旋噴注漿創(chuàng)造條件。

    旋噴施工能夠有效地提升巖體穩(wěn)定程度，防止塌孔或全風化物質進入泄水通道。梁山隧道工程建設中，旋噴施工技術要點包括：（1）進行噴漿參數(shù)的規(guī)范設置，本項目水和水泥按照 1∶1 的比例進行混合，注漿壓力為 28~35MPa；（2）當噴漿位置距離孔口掌子面為 0.5m 時，停止噴漿施工；（3）當高壓旋噴注漿完成后，在循環(huán)液排出口處安裝壓力表，然后用 250 泵補注漿，注漿壓力控制在 0.8~1.0MPa。在其控制下，全風化富水花崗巖的穩(wěn)定性得以有效提升；（4）對旋噴過程中的中斷現(xiàn)象進行控制，譬如，當旋噴因機械故障中斷時，確保其中斷時間控制在 2h 以內，而當旋噴中斷超過 2h 時，確保鉆桿伸入到注漿體 1m 以上，確保凝結體整體的連續(xù)性； （5）進行旋噴返漿總量的控制，確保返漿量控制在規(guī)范規(guī)定的 20%，同時返出的漿液及時排至地表，當注漿結束后，鉆桿、噴漿設備的鉆頭進行清洗，防止噴嘴堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

 

    4.4 設置泄水孔

    泄水孔設置的目的在于實現(xiàn)地層中富集水的有效排除，降低地層整體壓力。本項目旋噴樁施工結束 48h 后，施工人員進行了泄水孔的具體施工。首先，將鉆機移動到注漿位置，然后鉆頭對正水平旋噴樁體的中心位置鉆設泄水孔，鉆至對面巖盤后退出鉆桿；較后，進行加固圈加強，并安裝球閥，進行泄水孔的試排施工。

 

    4.5 泄水降壓

    當泄水孔試排結束，且孔位運作正常時，應進行洞內排水渠道設置，并落實泄水降壓具體施工。梁山隧道工程建設中，施工人員在確保泄水孔排水能力穩(wěn)定時，根據洞內環(huán)境位置設置排水溝，同時在泄水孔下面設置集水通道，把每個泄水孔流出的水，匯集到一個渠道，較后設置排水明溝，將巖層中水分集中引導中心水溝，并排出到隧道洞外。為防止泄水孔損壞現(xiàn)象發(fā)生，本項目的泄水降壓采用專人負責制，即由 3 人每組進行輪流值班，做好排水記錄；同時在孔口管安裝壓力表，隨時可以觀測孔內水壓力。在其控制下，工程 1 # 斜井工區(qū) L7 斷層中的水壓得以有效降低，保證了隧道斷層施工的安全性。

 

    5 結語

    磁性浮球液位計對于隧道斷層高壓富集水的排除具有較大影響。實踐過程中，人們只有充分認識到磁性浮球液位計技術應用的優(yōu)勢，并在其工藝原理把控的基礎上，系統(tǒng)把控前期準備、鉆孔、旋噴、泄水孔設置、排水渠設置、泄水降壓的工藝要點，才能確保磁性浮球液位計技術應用水平的提升，繼而推動隧道工程建設的進一步發(fā)展