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【摘 要】针对隧道（洞）工程穿越未固结粉细砂岩层地质时，可能遭遇的地质构造情况。分析总结了在相应的地质条件下通常可采取的施工方法，并以工程实例探讨了防止流沙塌方的技术应用。
【关键词】隧道（洞）；砂岩；降水；支护；管棚；注浆；流砂；塌方
1.引言
隧道（洞）所穿越的未固结粉细砂岩层，一般为古河床沉积砂岩层或第四纪洪积世砂岩层，特别是在第四纪洪积层，该地层多致密无胶结，无自稳能力，开挖时极易坍塌。其砂岩围岩强度多符合未固结围岩强度条件的下限：单轴抗压强度为0.1MPa，变形系数是10 MPa。其特点多为：①围岩强度低，掌子面自稳性差；②围岩刚度低，变形大；③遇水变的极不稳定。尤其是有地下水活动时，如果治理不当，会造成涌砂坍塌、初期支护变形等地质灾害事故；根据资料统计，当细颗粒含率小于5.4%，均匀系数小于2.9时，及具备流沙条件。从滴水到小股流沙再到大股流沙的时间，是一个逐渐加快的过程，破坏力也是成倍的增大；大流沙塌方是一个量变到质变的过程，也是一个从徐变到突变的过程；大小之间没有明显的分界线，小的流沙到达一定程度就会突然形成大塌方；如果在小股流沙阶段能及时封闭岩面并加强支护还可以阻止流沙扩大进而成洞，但是一旦封闭不及时形成大的流沙塌方就没有任何阻止的办法，只能等待流动体重新找回平衡状态。这时不管是塌方的体积还是形成的空洞都非常巨大，再想进行处理资金成本和时间成本都有巨大的付出，且施工安全无法保证。因此，要想有效的防止地质灾害发生，就必须根据此类岩层的特性选择合理的施工方法。
2.施工技术方案的确定原则
（1）以安全为保障，确定降排水方案和超前预支护形式；
（2）洞室开挖的施工方法必须满足能够有效控制和减少对围岩的扰动，充分发挥围岩的结构作用，使围岩有控制的变形；
（3）以经济成本为出点，选择合理的支护结构类型和参数，加强各种支护手段的结合。
3.施工技术方案及施工工艺
目前，对于穿越未固结粉细砂岩地质的隧道（洞）工程，预防流沙的技术措施（超前超前预支护形式）主要有洞内管棚支护注浆固结法、浅埋地表注浆固结法和地下水冷冻法，其中最为普遍采用的是洞内管棚支护注浆固结法，利用超前管棚注浆加固隧道周边一定范围内的砂岩，解决施工中的流砂和坍塌问题；而开挖方法主要有正台阶人工环形开挖、双侧壁导坑人工开挖和弧形导坑环形开挖等方法；初期支护结构则主要为“新奥法”及由型钢（格栅）拱架、钢筋网片和喷射砼构成临时支护体系。施工过程中一般应遵循 “降水超前、管棚超前、注浆固结、短进尺、强支护、衬砌紧跟”的方针。具体如下：
3.1 降排水方案的选择及洞内真空负压降水技术的应用
未固结粉细砂岩地质条件下的隧道工程一般都受地下水活动影响较大；因此，必须首先选择有效的降排水方案，创造出良好的施工作业条件，才能确保施工安全；地下水的存在形式一般为三种：一是未成熟砂岩内富含的空隙水；二是各类岩石间的层间水或裂隙水；三是地下承压水。
降排水方案可根据地质条件选择洞内外井点降水和作业面轻型井点降水；其适用条件可参考表1选择。
表1 降水井类型及适用条件
适用条件
降水类型 渗透系数（cm/s） 可能降低的水位深度（m）
轻型井点 10-2～10-5 3～6
多级轻型井点 6～12
喷射井点 10-3～10-6 8～20
电渗井点 <10-6 宜配合其他形式降水使用
深井井点 ≥10-5 >10
3.1.1 管井井点降水
根据地质情况，
3.1.2 真空负压微型井点降水工艺
当隧洞全断面或2/3断面为富水砂岩，其上部岩体可通过地表深井降水后无水，下部岩体则由于深井降水漏斗的影响，在含水砂岩层与下部隔水层之间形成层间水活动（地下水位往往仍处在下部岩层之上大于1.0m厚度范围内）；加之下部粉沙层中透镜体的影响，使沙层中存在着一定的滞水，岩体仍呈饱和态；因此，为避免由于层间水流动和砂体受扰动后液化的影响产生大面积坍塌、流砂、液化等失稳现象，可采用真空负压微型井点降水。
3.1.2.1 降水原理
利用真空自吸泵的工作机理，首现可使岩体内产生压差，层间水和岩体滞水全部向井点区流动，从而削弱砂体颗粒向工作面移动的方向力；随着层间水和岩体滞水的有效排除，可有效避免流沙现象的发生。
3.1.2.2 施工工艺
制作井点管：井点管采用直径35㎜的塑料水管制做，管长3m～5m，将管的末端制做成长30㎝左右的滤水管（管身打孔，0.5～1㎜孔径滤水纱布包裹3～5层）；
成井：垂直井点和倾斜井点可采用高压射水套管冲击施工，水平井管可采用水平钻机套管钻进法施工，将外径为38～50mm、下端具有长约0.6～2.0m滤管的PVC塑料井管沉到2～4m深度后，即可使用真空泵通过管路将发育未成熟砂岩层中的滞水排出。
井点布置：井管间距视岩体而定，饱和含水砂岩一般为0.8～1.5m，隧洞内一般按纵向等间距排列。
通过采用真空负压降水工艺，可达到干环境作业条件，有效提高砂岩体的稳定性，再通过结合密排管棚超前支护和钢插板法的开挖支护工艺，可在不进行固结注浆的前提下，安全快速的完成隧洞开挖支护作业。
3.2 超前预支护技术的应用
针对流沙地质的特点，以及施工时受地下水活动影响的程度；目前，隧洞内管棚注浆加固法形式可分为长短管注浆超前支护、密排钢管管棚超前支护等；其主要施工方法如下：
3.2.1 长短管注浆超前支护
（1）当隧洞断面的顶部为粉细砂岩层或饱和含水粉细砂岩层（侵入断面小于1/3高度），下部断面为泥岩或其它岩层时；对饱和含水砂岩层的地下水可采用辐射水平管降水技术（水压成孔工艺）；而对非富水砂岩层则主要采用长短注浆超前支护法进行施工，其主要施工工艺流程如图所示。 图1 施工工艺流程
（2）施工操作要点。棚管和注浆管的制作：长大棚管采用管径80mm～110mm的钢管加工而成，长度为15～20m，间距25～50cm，外插角10°～15°，注浆段长度12.5～18.5m，加固范围为拱顶开挖轮廓线处2.5～3m。短棚管导管采用φ42～φ60钢管制做，长3～6m，管口位置设加强环，管头加工成锥状。注浆导管的规格与管棚导管相同，但在距管口2m以后的管身钻φ6mm～φ8mm孔，孔距为15～20cm，呈梅花形布置；搭接长一般不小于1.5m，上仰角15～25°。
棚管或注浆导管的打入：一般短棚管可采用风钻或电煤钻引孔后，由气腿式风钻推送入岩体内；对较为松散的砂体可直接人工锤击打入，注浆管内的沙屑采用高压风吹出；长大管棚采用工程地质钻机跟管钻进成孔，一般先施工长大管棚并注浆后，再依次施工短棚管和补充注浆管导管。?为提高钻孔和灌浆施工工效，采用一次成孔、不提钻、自孔端至孔口的分段灌注工艺。为保证后续灌浆工艺的实施且不影响灌浆效果，解决在粉砂、粉细砂地层中水平钻孔孔壁不稳定问题，可采用150型地质钻机，无钻具钻孔、小孔径（Φ42）钻孔工艺，特制钻头（水口设有逆止）直接与钻杆连接，高压清水（3Mpa）给进成孔。
浆液：一般采用水泥——水玻璃浆液组成的双液浆，对于渗透系数小的饱和含水沙层，则采用超细水泥——水玻璃双液浆、粘土固化浆和改性水玻璃（酸性水玻璃：以普通水玻璃、硫酸和少量外加剂配制）。酸性水玻璃灌浆材料具有粘度低、可灌性好，而且价格低廉，是一种理想的灌浆材料。酸化法最常用的方法是将普通水玻璃用硫酸或磷酸等进行酸化处理，制浆过程中加入PH值稳定剂来直接控制浆液胶凝时间。通过室内试验，选用的酸性水玻璃注浆材料配比及其性能
3.2.2 超前密排钢管管棚支护
对于全段面为砂岩层的隧洞断面，由于地下水水位的降低，其上部岩体可呈干密状，为加快施工进度，并防止出现砂体坍塌事故，上导坑的施工全部采用了密排钢管管棚超前支护配合钢插板开挖法。导管仍采用φ42～φ48钢管制做，长2.5～3m，间距小于20㎝，搭接长不小于1.5m，上仰角20～30°；钢插板采用3㎜钢板制作成30㎝×30㎝和50㎝×50㎝的单片，施工中由上而下的沿导管外侧插入围岩，先插板后开挖，注意钢插板与砂体间的空隙可用草帘和草袋填充。
3.3 洞室开挖方法
隧道的开挖施工可根据断面情况确定采用双侧壁导坑法、弧形导坑环形开挖法或正台阶法施工；两步短台阶或三步短台阶法，人工风镐环向预留核心土法开挖。
开挖时，每循环开挖进尺50～80㎝，不宜过长，尽量减少超欠挖，避免应力集中。喷射砼随时处于准备状态，密切注意观察，发现涌水突泥征兆，立即喷射封闭。
开挖后立即喷射5cm以上砼封闭岩面，避免围岩暴露时间过长引起风化坍塌，然后挂钢筋网、打锚杆、立拱架、复喷砼，及时完成初期支护，适当加厚拱脚墙脚处喷射砼，保证拱脚和墙脚置于稳定岩层上。加强围岩量测，勤观察支护、掌子面情况，发现问题及时处理。根据围岩量测情况及时调整予留变形量、开挖、支护参数等，确保工程质量和施工安全。及时进行仰拱施工，进行封闭，形成合理的承载结构。
有水地段，加强隧洞排水工作，避免水漫流；拱脚及墙脚积水及时引出，凡水通过地段应设置管道、盲沟或浆砌片石水沟。对于砂岩地质，易采用“分步流水台阶法”开挖，并预留核心土。台阶长度一般不大于3m ，开挖全部采用人工开挖，开挖工程中对于管棚间隙采用钢插板法封闭；开挖完成后及时初喷5～8cm厚砼封闭岩面，再架设钢拱架挂网喷锚。上断面及核心土如因流水流泥坍塌时，以砂袋码砌恢复台阶，再以喷砼护面固结。下部断面的注浆、开挖、出碴和上部断面交错进行，挖底紧跟，及时做好底部初期支护后，仰拱及填充立即施做。
3.4 初期支护形式
对于未固结粉细砂岩层，采用新奥法施工的初期支护形式主要由型钢拱架支撑体和挂网喷射砼构成，型钢拱架采用I16～I20工字钢制作，拱架间距50㎝～80㎝，为了防止初期支护下沉，可增设锁脚锚杆和砼拱脚加固，锁脚锚杆采用φ42钢管长4.0m，每榀8组，其中上导坑4组。
利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф42小导管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。喷射混凝土封闭掌子面，施作导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，架立钢架和横撑，设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架。灌筑Ⅻ部边墙基础与仰拱及隧底填充（仰拱与隧底填充应分次施作）。利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅷ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
3.5 施工注意事项
（1）施工中如发现断面有失稳现象，应及时喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护，并注意喷射机的压力不超过0.2MPa；
（2）在不用大型设备的条件下形成一套有效的打管注浆和开挖方法。施工时要特别注意拱脚和墙面处断面，如超挖过大，要用浆砌片石或混凝土回填。如发现该处土体承载力不够时，应立即加设锚杆或采取其他有效措施进行加固。钻锚杆孔时宜用干钻；
（3）在开挖与灌注仰拱时，为防止边墙向内位移，宜加设横向撑梁顶紧； 施工中保证拱脚部位砂体稳定，提高基底承载力?，防止结构过量沉降和掉拱的发生。
（4）锚杆以采用药包式或早强砂浆式锚杆，若拱部位于砂层时，为防止喷射混凝土层塌落，可用6mm的密钢筋网，紧贴开挖面作为固定初喷混凝土层之用；
（5）施工中应加强观测和观察，发现不安全因素及时暂停开挖，加强临时支护并根据观测情况调整施工方案。
4.结语
（1）对于风积沙层隧道，采用超前长管棚注浆及超前小导管注浆相结合的措施，提前发挥超前支护作用，增加了隧道施工安全度，提高隧道的稳定性，起到较好的加固效果，在管棚支护下开挖，可减少地表下沉和防止围岩坍塌，有显著的经济效益和社会效益。
（2）对于可能出现的涌水、流砂现象，较常用的超前地质预报方法是采用超前钻孔来判断前方掌子面涌水、流沙的情况，以备在施工中能够做到有的放矢；施工中必须设法将砂岩层的地下水超前降排，才能有效提高岩体稳定性，保证施工安全。
（3）对于不含水的砂岩层，可采用管棚支护结合钢插板法进行施工，以节约注浆成本；并应注意：循环进尺宜控制在0.4～0.6m之间，钢板要尽量靠紧砂体不留空隙（钢板厚度≥3mm），可改喷砼为模筑砼，尽量减少冲击扰动。
（4）为提高改性水玻璃浆材在密实的粉砂、粉细砂层中渗入距离，缩短灌注时间，考虑到砂层特有的液化性能，施工中应采用定流量、定压力、边灌注、边搅拌、边提灌浆管的搅拌灌浆工艺。
（5）砼衬砌应紧跟初期支护作业面，以避免初期支护长时间放置产生变形，影响施工安全；“衬砌紧跟”与开挖支护进度容易产生有矛盾，应注意合理安排各个工序间的交叉作业。
参考文献：
[1] 工程地质手册[M].北京：中国知识出版社，2006.
[2] 铁道部第二工程局.隧道[M].北京：中国铁道出版社，2004.
[3] 隧道工程局.TLEJGF?1991—11 改性水玻璃粉细砂注浆工法[S].
[4] 陈豪雄，朱永全.风积砂地层隧道加固技术实验研究[J]. 岩石力学与工程学报， 1993（03）.
[5] 罗建军.通过风积砂围岩地段隧道施工技术[J].西部探矿工程，2004（05） .
[6] 中华人民共和国铁道部.铁路隧道施工规范[S].北京：中国铁道出版社，2002.
【关键词】隧道（洞）；砂岩；降水；支护；管棚；注浆；流砂；塌方
1.引言
隧道（洞）所穿越的未固结粉细砂岩层，一般为古河床沉积砂岩层或第四纪洪积世砂岩层，特别是在第四纪洪积层，该地层多致密无胶结，无自稳能力，开挖时极易坍塌。其砂岩围岩强度多符合未固结围岩强度条件的下限：单轴抗压强度为0.1MPa，变形系数是10 MPa。其特点多为：①围岩强度低，掌子面自稳性差；②围岩刚度低，变形大；③遇水变的极不稳定。尤其是有地下水活动时，如果治理不当，会造成涌砂坍塌、初期支护变形等地质灾害事故；根据资料统计，当细颗粒含率小于5.4%，均匀系数小于2.9时，及具备流沙条件。从滴水到小股流沙再到大股流沙的时间，是一个逐渐加快的过程，破坏力也是成倍的增大；大流沙塌方是一个量变到质变的过程，也是一个从徐变到突变的过程；大小之间没有明显的分界线，小的流沙到达一定程度就会突然形成大塌方；如果在小股流沙阶段能及时封闭岩面并加强支护还可以阻止流沙扩大进而成洞，但是一旦封闭不及时形成大的流沙塌方就没有任何阻止的办法，只能等待流动体重新找回平衡状态。这时不管是塌方的体积还是形成的空洞都非常巨大，再想进行处理资金成本和时间成本都有巨大的付出，且施工安全无法保证。因此，要想有效的防止地质灾害发生，就必须根据此类岩层的特性选择合理的施工方法。
2.施工技术方案的确定原则
（1）以安全为保障，确定降排水方案和超前预支护形式；
（2）洞室开挖的施工方法必须满足能够有效控制和减少对围岩的扰动，充分发挥围岩的结构作用，使围岩有控制的变形；
（3）以经济成本为出点，选择合理的支护结构类型和参数，加强各种支护手段的结合。
3.施工技术方案及施工工艺
目前，对于穿越未固结粉细砂岩地质的隧道（洞）工程，预防流沙的技术措施（超前超前预支护形式）主要有洞内管棚支护注浆固结法、浅埋地表注浆固结法和地下水冷冻法，其中最为普遍采用的是洞内管棚支护注浆固结法，利用超前管棚注浆加固隧道周边一定范围内的砂岩，解决施工中的流砂和坍塌问题；而开挖方法主要有正台阶人工环形开挖、双侧壁导坑人工开挖和弧形导坑环形开挖等方法；初期支护结构则主要为“新奥法”及由型钢（格栅）拱架、钢筋网片和喷射砼构成临时支护体系。施工过程中一般应遵循 “降水超前、管棚超前、注浆固结、短进尺、强支护、衬砌紧跟”的方针。具体如下：
3.1 降排水方案的选择及洞内真空负压降水技术的应用
未固结粉细砂岩地质条件下的隧道工程一般都受地下水活动影响较大；因此，必须首先选择有效的降排水方案，创造出良好的施工作业条件，才能确保施工安全；地下水的存在形式一般为三种：一是未成熟砂岩内富含的空隙水；二是各类岩石间的层间水或裂隙水；三是地下承压水。
降排水方案可根据地质条件选择洞内外井点降水和作业面轻型井点降水；其适用条件可参考表1选择。
表1 降水井类型及适用条件
适用条件
降水类型 渗透系数（cm/s） 可能降低的水位深度（m）
轻型井点 10-2～10-5 3～6
多级轻型井点 6～12
喷射井点 10-3～10-6 8～20
电渗井点 <10-6 宜配合其他形式降水使用
深井井点 ≥10-5 >10
3.1.1 管井井点降水
根据地质情况，
3.1.2 真空负压微型井点降水工艺
当隧洞全断面或2/3断面为富水砂岩，其上部岩体可通过地表深井降水后无水，下部岩体则由于深井降水漏斗的影响，在含水砂岩层与下部隔水层之间形成层间水活动（地下水位往往仍处在下部岩层之上大于1.0m厚度范围内）；加之下部粉沙层中透镜体的影响，使沙层中存在着一定的滞水，岩体仍呈饱和态；因此，为避免由于层间水流动和砂体受扰动后液化的影响产生大面积坍塌、流砂、液化等失稳现象，可采用真空负压微型井点降水。
3.1.2.1 降水原理
利用真空自吸泵的工作机理，首现可使岩体内产生压差，层间水和岩体滞水全部向井点区流动，从而削弱砂体颗粒向工作面移动的方向力；随着层间水和岩体滞水的有效排除，可有效避免流沙现象的发生。
3.1.2.2 施工工艺
制作井点管：井点管采用直径35㎜的塑料水管制做，管长3m～5m，将管的末端制做成长30㎝左右的滤水管（管身打孔，0.5～1㎜孔径滤水纱布包裹3～5层）；
成井：垂直井点和倾斜井点可采用高压射水套管冲击施工，水平井管可采用水平钻机套管钻进法施工，将外径为38～50mm、下端具有长约0.6～2.0m滤管的PVC塑料井管沉到2～4m深度后，即可使用真空泵通过管路将发育未成熟砂岩层中的滞水排出。
井点布置：井管间距视岩体而定，饱和含水砂岩一般为0.8～1.5m，隧洞内一般按纵向等间距排列。
通过采用真空负压降水工艺，可达到干环境作业条件，有效提高砂岩体的稳定性，再通过结合密排管棚超前支护和钢插板法的开挖支护工艺，可在不进行固结注浆的前提下，安全快速的完成隧洞开挖支护作业。
3.2 超前预支护技术的应用
针对流沙地质的特点，以及施工时受地下水活动影响的程度；目前，隧洞内管棚注浆加固法形式可分为长短管注浆超前支护、密排钢管管棚超前支护等；其主要施工方法如下：
3.2.1 长短管注浆超前支护
（1）当隧洞断面的顶部为粉细砂岩层或饱和含水粉细砂岩层（侵入断面小于1/3高度），下部断面为泥岩或其它岩层时；对饱和含水砂岩层的地下水可采用辐射水平管降水技术（水压成孔工艺）；而对非富水砂岩层则主要采用长短注浆超前支护法进行施工，其主要施工工艺流程如图所示。 图1 施工工艺流程
（2）施工操作要点。棚管和注浆管的制作：长大棚管采用管径80mm～110mm的钢管加工而成，长度为15～20m，间距25～50cm，外插角10°～15°，注浆段长度12.5～18.5m，加固范围为拱顶开挖轮廓线处2.5～3m。短棚管导管采用φ42～φ60钢管制做，长3～6m，管口位置设加强环，管头加工成锥状。注浆导管的规格与管棚导管相同，但在距管口2m以后的管身钻φ6mm～φ8mm孔，孔距为15～20cm，呈梅花形布置；搭接长一般不小于1.5m，上仰角15～25°。
棚管或注浆导管的打入：一般短棚管可采用风钻或电煤钻引孔后，由气腿式风钻推送入岩体内；对较为松散的砂体可直接人工锤击打入，注浆管内的沙屑采用高压风吹出；长大管棚采用工程地质钻机跟管钻进成孔，一般先施工长大管棚并注浆后，再依次施工短棚管和补充注浆管导管。?为提高钻孔和灌浆施工工效，采用一次成孔、不提钻、自孔端至孔口的分段灌注工艺。为保证后续灌浆工艺的实施且不影响灌浆效果，解决在粉砂、粉细砂地层中水平钻孔孔壁不稳定问题，可采用150型地质钻机，无钻具钻孔、小孔径（Φ42）钻孔工艺，特制钻头（水口设有逆止）直接与钻杆连接，高压清水（3Mpa）给进成孔。
浆液：一般采用水泥——水玻璃浆液组成的双液浆，对于渗透系数小的饱和含水沙层，则采用超细水泥——水玻璃双液浆、粘土固化浆和改性水玻璃（酸性水玻璃：以普通水玻璃、硫酸和少量外加剂配制）。酸性水玻璃灌浆材料具有粘度低、可灌性好，而且价格低廉，是一种理想的灌浆材料。酸化法最常用的方法是将普通水玻璃用硫酸或磷酸等进行酸化处理，制浆过程中加入PH值稳定剂来直接控制浆液胶凝时间。通过室内试验，选用的酸性水玻璃注浆材料配比及其性能
3.2.2 超前密排钢管管棚支护
对于全段面为砂岩层的隧洞断面，由于地下水水位的降低，其上部岩体可呈干密状，为加快施工进度，并防止出现砂体坍塌事故，上导坑的施工全部采用了密排钢管管棚超前支护配合钢插板开挖法。导管仍采用φ42～φ48钢管制做，长2.5～3m，间距小于20㎝，搭接长不小于1.5m，上仰角20～30°；钢插板采用3㎜钢板制作成30㎝×30㎝和50㎝×50㎝的单片，施工中由上而下的沿导管外侧插入围岩，先插板后开挖，注意钢插板与砂体间的空隙可用草帘和草袋填充。
3.3 洞室开挖方法
隧道的开挖施工可根据断面情况确定采用双侧壁导坑法、弧形导坑环形开挖法或正台阶法施工；两步短台阶或三步短台阶法，人工风镐环向预留核心土法开挖。
开挖时，每循环开挖进尺50～80㎝，不宜过长，尽量减少超欠挖，避免应力集中。喷射砼随时处于准备状态，密切注意观察，发现涌水突泥征兆，立即喷射封闭。
开挖后立即喷射5cm以上砼封闭岩面，避免围岩暴露时间过长引起风化坍塌，然后挂钢筋网、打锚杆、立拱架、复喷砼，及时完成初期支护，适当加厚拱脚墙脚处喷射砼，保证拱脚和墙脚置于稳定岩层上。加强围岩量测，勤观察支护、掌子面情况，发现问题及时处理。根据围岩量测情况及时调整予留变形量、开挖、支护参数等，确保工程质量和施工安全。及时进行仰拱施工，进行封闭，形成合理的承载结构。
有水地段，加强隧洞排水工作，避免水漫流；拱脚及墙脚积水及时引出，凡水通过地段应设置管道、盲沟或浆砌片石水沟。对于砂岩地质，易采用“分步流水台阶法”开挖，并预留核心土。台阶长度一般不大于3m ，开挖全部采用人工开挖，开挖工程中对于管棚间隙采用钢插板法封闭；开挖完成后及时初喷5～8cm厚砼封闭岩面，再架设钢拱架挂网喷锚。上断面及核心土如因流水流泥坍塌时，以砂袋码砌恢复台阶，再以喷砼护面固结。下部断面的注浆、开挖、出碴和上部断面交错进行，挖底紧跟，及时做好底部初期支护后，仰拱及填充立即施做。
3.4 初期支护形式
对于未固结粉细砂岩层，采用新奥法施工的初期支护形式主要由型钢拱架支撑体和挂网喷射砼构成，型钢拱架采用I16～I20工字钢制作，拱架间距50㎝～80㎝，为了防止初期支护下沉，可增设锁脚锚杆和砼拱脚加固，锁脚锚杆采用φ42钢管长4.0m，每榀8组，其中上导坑4组。
利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф42小导管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。喷射混凝土封闭掌子面，施作导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，架立钢架和横撑，设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架。灌筑Ⅻ部边墙基础与仰拱及隧底填充（仰拱与隧底填充应分次施作）。利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅷ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
3.5 施工注意事项
（1）施工中如发现断面有失稳现象，应及时喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护，并注意喷射机的压力不超过0.2MPa；
（2）在不用大型设备的条件下形成一套有效的打管注浆和开挖方法。施工时要特别注意拱脚和墙面处断面，如超挖过大，要用浆砌片石或混凝土回填。如发现该处土体承载力不够时，应立即加设锚杆或采取其他有效措施进行加固。钻锚杆孔时宜用干钻；
（3）在开挖与灌注仰拱时，为防止边墙向内位移，宜加设横向撑梁顶紧； 施工中保证拱脚部位砂体稳定，提高基底承载力?，防止结构过量沉降和掉拱的发生。
（4）锚杆以采用药包式或早强砂浆式锚杆，若拱部位于砂层时，为防止喷射混凝土层塌落，可用6mm的密钢筋网，紧贴开挖面作为固定初喷混凝土层之用；
（5）施工中应加强观测和观察，发现不安全因素及时暂停开挖，加强临时支护并根据观测情况调整施工方案。
4.结语
（1）对于风积沙层隧道，采用超前长管棚注浆及超前小导管注浆相结合的措施，提前发挥超前支护作用，增加了隧道施工安全度，提高隧道的稳定性，起到较好的加固效果，在管棚支护下开挖，可减少地表下沉和防止围岩坍塌，有显著的经济效益和社会效益。
（2）对于可能出现的涌水、流砂现象，较常用的超前地质预报方法是采用超前钻孔来判断前方掌子面涌水、流沙的情况，以备在施工中能够做到有的放矢；施工中必须设法将砂岩层的地下水超前降排，才能有效提高岩体稳定性，保证施工安全。
（3）对于不含水的砂岩层，可采用管棚支护结合钢插板法进行施工，以节约注浆成本；并应注意：循环进尺宜控制在0.4～0.6m之间，钢板要尽量靠紧砂体不留空隙（钢板厚度≥3mm），可改喷砼为模筑砼，尽量减少冲击扰动。
（4）为提高改性水玻璃浆材在密实的粉砂、粉细砂层中渗入距离，缩短灌注时间，考虑到砂层特有的液化性能，施工中应采用定流量、定压力、边灌注、边搅拌、边提灌浆管的搅拌灌浆工艺。
（5）砼衬砌应紧跟初期支护作业面，以避免初期支护长时间放置产生变形，影响施工安全；“衬砌紧跟”与开挖支护进度容易产生有矛盾，应注意合理安排各个工序间的交叉作业。
参考文献：
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