新麒麟隧道進(jìn)口涌水治理措施

摘要：文章結(jié)合襄渝二線滬漢蓉通道胡家營——安康段新麒麟隧道進(jìn)口涌水的過程，從隧道涌水的特征出發(fā)，分析了隧道涌水的原因，對隧道涌水的治理進(jìn)行了探討，并采取了有效的處理措施，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：隧道；涌水；治理；雙液注漿

中圖分類號：U456.3⁺2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-8136(2009)29-0042-02

在隧道建設(shè)施工過程中，由于復(fù)雜的地質(zhì)條件，隧道涌水現(xiàn)象成為隧道施工中僅次于塌方常見的地質(zhì)病害之一，給隧道工程施工造成了嚴(yán)重困難。因此，如何有效地解決隧道涌水，減少其對隧道施工的危害，成為人們關(guān)注的焦點之一。

1 工程概況

新建襄渝二線鐵路新麒麟隧道全長5917m，起訖里程為DzK207+575～DzK213+492，洞身最小埋深約25m，最大埋深約550m；地面高程一般為200m～800m，相對高差100m～600m。隧道進(jìn)口為王家溝，主要經(jīng)過魏家溝、劉家溝、東溝、麒麟溝，穿越較大型河谷為川河，出口為下冷水河，各溝谷河流直接匯入漢江。該區(qū)地處華北古陸與揚子古陸的結(jié)合部位，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，在構(gòu)造單元劃分上屬秦嶺褶皺系之南秦嶺印支褶皺帶，受此影響新麒麟隧道洞身局部揉皺、褶曲現(xiàn)象明顯，主要工程地質(zhì)問題有涌水、斷層、地?zé)岬?。地層巖性為云母石英片巖、石英云母片巖為主，巖性比較單一。線路平面位置處經(jīng)過F1逆斷層，根據(jù)既有資料和地質(zhì)調(diào)查顯示，區(qū)域性大斷裂F1與線路斜交，線路小里程一段位于Fl逆斷層的上盤，逆斷層上盤一般構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖性較破碎，易于富水，大里程一段位于下盤，富水性較貧乏。該隧道屬于漢江水系，區(qū)內(nèi)地下水為淺表基巖裂隙水，第四系孔隙潛水和隧道洞身(深層)基巖裂隙水，且地下水分布不均，隧道圍巖富水性變化大。

2 隧道涌水的特征、部位及原因

2.1 隧道涌水的特征和部位

在隧道施工的過程中，隧道多處出現(xiàn)了涌水，其主要表現(xiàn)形式為股狀涌水。涌水情況及特征如下：

(1)DzK207+787～DzK207+799，涌水地層巖性為石英云母片巖夾少量石英巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎，涌水量約2800m³d出水點較分散，拱部有股狀涌水，并有空洞形成。

(2)DzK208+120～DzK208+130，涌水地層巖性為石英云母片巖夾少量石英巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎，涌水量最大時約4000m³d，穩(wěn)定時約2500m³d。出水點較集中，股狀涌水，有較大水壓力，位置在左側(cè)邊墻。

(3)DzK208+390～DzK208+430，涌水地層巖性為石英云母片巖夾少量石英巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石強度較高，整體性較好。涌水量約7000m³d，最大時達(dá)12000m³d出水點較集中，股狀涌水，呈噴射狀，水質(zhì)清澈，無渾濁現(xiàn)象，并有較大水壓力，最大射程約8m，距地面高度約3.2m，位置在左側(cè)邊墻。

(4)DzK210+010～DzK210+040，涌水地層巖性主要為石英云母片巖，夾有炭質(zhì)片巖及石英巖，薄層狀，片理扭曲明顯，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，右側(cè)邊墻炭質(zhì)片巖較多，巖石略為發(fā)亮，涌水量約5000m³d。出水點較分散，左側(cè)邊墻為股狀涌水，初期水流中夾有少量小碎石，水質(zhì)清澈；拱部有雨狀淌水和線狀滴水。

2.2 隧道涌水的原因

縱觀新麒麟隧道涌水的現(xiàn)場情況，經(jīng)過分析，認(rèn)為隧道涌水的主要原因如下：

(1)從隧道涌水量、地質(zhì)及周圍環(huán)境調(diào)查，地表山頂無明流現(xiàn)象，而沿線路左側(cè)的王家溝、魏家溝、劉家溝等常年流水已干涸，且隧道涌水位置均主要在線路左側(cè)，由此可以斷定，隧道涌水大部分來自溝內(nèi)常年流水。

(2)該段位于F1逆斷層的上盤，構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖石較破碎，易于富水。區(qū)內(nèi)地下水主要為大氣降水補給，而該地區(qū)年降水量較豐富，山勢陡峭，植被覆蓋面積廣，地表賦水面積大，淺表基巖裂隙水經(jīng)大氣降水補給后沿溝向下徑流，通過第四系覆蓋層和基巖強風(fēng)化層滲入地下，再沿基巖節(jié)理裂隙運移形成第四系孔隙潛水。由淺表基巖裂隙水、溝內(nèi)地表水及溝內(nèi)第四系孔隙潛水的垂向深入形成隧道洞身(深層)基巖裂隙水，在隧道開挖過程中。由于破壞了巖體結(jié)構(gòu)，從而形成了隧道涌水。

3 隧道涌水的治理

3.1 隧道涌水的治理措施

隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，采取切實可行的措施，妥善處理，使達(dá)到防水可靠、排水暢通的目的。隨著對環(huán)境保護(hù)要求的提高，當(dāng)隧道產(chǎn)生大量涌水時，為避免破壞地下水的正常循環(huán)，應(yīng)采取“以堵為主、限量排放”的對策。由于本隧道涌水量較大，且該區(qū)山上植被茂密，通過設(shè)計排水系統(tǒng)長期排泄，會使圍巖周邊受力結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的變化(如地表塌陷、地面沉降變形等)，從而對隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利因素，同時對整個生態(tài)環(huán)境也存在一定的影響(如水塘、溝河干涸、樹木枯死等)。因而我們采取以堵為主，適量排放的原則，對涌水點采取水泥一水玻璃雙液注漿堵漏，用超前小導(dǎo)管將周圍巖體預(yù)先加固及封閉巖體裂隙，對初期支護(hù)完成后的滲水點采用再次注漿與環(huán)向排水盲管引排的措施，并鋪設(shè)防水板，將水引至隧道縱向排水溝，對隧道涌水達(dá)到根治的目的。

3.2 水泥一水玻璃雙液注漿堵漏原理及參數(shù)的確定

3.2.1 雙液注漿堵漏原理

雙液注漿是采用水泥漿溶液與水玻璃溶液混合后生成水泥膠，利用水泥膠凝結(jié)速度快、強度提高快的特點，在發(fā)生涌水的位置附近注入水泥一水玻璃液漿來封堵滲漏通道，達(dá)到堵漏目的。在使用雙液注漿進(jìn)行堵水施工時，應(yīng)仔細(xì)觀察水流的變化和隨水流流出的漿液情況，以便及時對雙液漿的凝固時間和早期強度進(jìn)行調(diào)整。施工時還應(yīng)注意監(jiān)測結(jié)構(gòu)的變形及支撐軸力的情況，以防止注漿對圍巖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

3.2.2 雙液注漿施工工藝參數(shù)

(1)小導(dǎo)管規(guī)格：采用冷軋無縫鋼管，外徑42mm，壁厚3.5mm。在管身設(shè)注漿孔，孔徑6mm～8mm，孔間距15cm，呈梅花型布置，前端加工成錐形，尾部長度部小于30cm，作為不鉆孔的止?jié){段。

(2)注漿漿液參數(shù)：注漿壓力控制在0.5MPa～2.0MPa之間，可由現(xiàn)場實驗確定。擴(kuò)散半徑0.5m，水泥標(biāo)號：525普通硅酸鹽水泥；水泥漿液水灰比為1:1，水玻璃濃度為35Be'，水泥漿與水玻璃的體積比為1:1[設(shè)計為(1:1)～(1:0.6)】。

3.3 隧道涌水堵漏后防排水處理

在隧道大量涌水被堵漏后，由于種種原因，可能無法達(dá)到完全堵漏的理想效果。出現(xiàn)此種情況我們所采取的措施是：對局部出現(xiàn)滲漏水的地方，先噴射混凝土，然后采用再次注漿，并在滲水點加密布設(shè)環(huán)向盲管(中50mm)將滲漏水引至縱向排水溝，最后再鋪沒雙層PVE防水板以保證整體防水板焊接質(zhì)量，采用達(dá)到標(biāo)本兼治的目的。

3.4 隧道涌水治理效果

在采取上述方法對新麒麟隧道多處大量涌水進(jìn)行了治理后，通過長期觀察表明，隧道涌水得到了明顯的控制，極大地保證了隧道安全掘進(jìn)，取得了良好的效果。

4 結(jié)束語

隧道涌水是隧道施工中常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，而隧道涌水治理更是一項艱巨而復(fù)雜的系統(tǒng)工程。特別是在施工過程中，隧道涌水治理處理不當(dāng)，可能引起圍巖坍塌、突水等一系列災(zāi)害事故，甚至可能破壞生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致地表植被大面積枯死。因此，隧道涌水采取雙液注漿的方法，以堵為主、適量排放，避免大量涌水進(jìn)入隧道，這樣既可以保證隧道施工安全，又可以為以后隧道安全運營提供保障，同時還保持了地表生態(tài)環(huán)境。