關(guān)山隧道富水?dāng)鄬悠扑閲鷰r施工技術(shù)研究

張 松

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司 遼寧 遼陽(yáng) 111000）

1 工程簡(jiǎn)介

關(guān)山特長(zhǎng)隧道位于甘肅省天水市與平?jīng)鍪薪唤绲囟蔚年P(guān)山中山山區(qū)，全長(zhǎng)15630米，為天平鐵路第二長(zhǎng)隧道。隧道地層巖性十分復(fù)雜，各種地質(zhì)構(gòu)造（斷層、活動(dòng)斷層、褶皺及節(jié)理裂隙）發(fā)育，巖體被強(qiáng)烈擠壓破碎，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，風(fēng)化帶厚度大，地層產(chǎn)狀紊亂，且地下水發(fā)育，給施工帶來(lái)很大影響。為使各項(xiàng)工程措施經(jīng)濟(jì)合理，確保本隧道順利建成，基于本隧道地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在施工過程中采取加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，非鉆爆開挖，注漿堵水加固圍巖等一系列行之有效的方法，以解決該隧道圍巖破碎且地下水發(fā)育的難題，確保施工安全、順利進(jìn)行。

2 富水?dāng)鄬悠扑閲鷰r對(duì)施工的影響及治理方法

在隧道施工中，遇到了富水?dāng)鄬悠扑閹У那闆r主要有如下幾種：

2.1 富水軟巖夾泥沙伴隨大量涌水的地段

這種地段經(jīng)常在開挖后的很短一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)不能自穩(wěn)的現(xiàn)象。在施工中遇到這種圍巖一般都是有前兆，經(jīng)常在進(jìn)入此類圍巖之前會(huì)有圍巖變軟、鉆孔時(shí)有卡鉆或跳鉆的情況發(fā)生、鉆孔后有渾水流出、孔內(nèi)水量有明顯變化、鉆孔后有與當(dāng)前掌子面顏色不同的渾水流出等情況發(fā)生。如發(fā)現(xiàn)有以上的一種或幾種情況出現(xiàn)，施工中應(yīng)引起高度的注意，可采用臨時(shí)封閉掌子面加打?yàn)a水孔的方法，先對(duì)來(lái)自掌子面前方各個(gè)方向的圍巖放水降壓，再采用小導(dǎo)管或管棚注漿固結(jié)前方軟弱圍巖。開挖過程中要采用對(duì)圍巖擾動(dòng)小的方式，以提高隧道的自穩(wěn)能力，降低塌方的可能性。

2.2 斷層破碎帶有較大涌水的情況，圍巖破碎無(wú)自穩(wěn)性

如果遇到斷層破碎帶圍巖，施工的困難相對(duì)較大，一般可采用雙排小導(dǎo)管超前支護(hù)。小導(dǎo)管上要布置滯水孔，并且上層導(dǎo)管的環(huán)向間距要比下層密，具體視實(shí)際情況酌情處理，然后對(duì)下層導(dǎo)管注漿堵水。這種方法的原理就是利用圍巖的破碎先對(duì)來(lái)自掌子面以外的水用外層導(dǎo)管排除一部分，然后再用注漿的方法對(duì)剩余部分水做堵水處理，使能夠到達(dá)掌子面的水量得到控制，但在實(shí)際應(yīng)用過程中要多發(fā)考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，爭(zhēng)取一次成功，不然開挖后會(huì)出現(xiàn)圍巖很快掉落，甚至塌方的后果，給下部施工帶來(lái)很大的麻煩。

2.3 涌泥溜塌后塌腔的通過

尤以有地下水較大時(shí)更為困難，在富含地下水的情況下，巖體強(qiáng)度很低，自穩(wěn)能力極差，部分地段會(huì)出現(xiàn)溜坍現(xiàn)象。這種地質(zhì)情況的施工難度極大，雖然出現(xiàn)不多，但時(shí)有所見。在開挖過程中需要十分小心的處理，稍有不慎就可能出現(xiàn)預(yù)想不到的后果，嚴(yán)重威脅到施工的安全。一般可根據(jù)空腔的大小采取不同的方法。塌腔較大時(shí)，可采用管棚超前，然后向塌腔中送入小導(dǎo)管或較大直徑的鋼管，向塌腔中注入雙液漿或砂漿，必要時(shí)刻向其中注入混凝土，使充填物與管棚之間形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，待達(dá)到一定的強(qiáng)度后，掌子面的開挖就可以順利進(jìn)行。值得注意的是，這種方法在處理來(lái)自掌子面上方的塌腔時(shí)要特別小心，稍有不慎，就會(huì)使裂隙水向某一個(gè)方向匯集，給初期支護(hù)帶來(lái)很大的壓力，最終在薄弱環(huán)節(jié)處泄水，這就要求我們密切關(guān)注充填后掌子面水的變化情況，必要時(shí)要在掌子面后方多部滯水孔，以減輕掌子面水的壓力，給下部開挖創(chuàng)造有利條件。

3 對(duì)富水?dāng)鄬悠扑榈囟嗡淼朗┕さ囊稽c(diǎn)體會(huì)

對(duì)于隧道富水?dāng)鄬悠扑榈囟?，設(shè)計(jì)單位一般根據(jù)地表探測(cè)和少量的地質(zhì)鉆孔為主，推斷地下深處的隧道地質(zhì)條件，這往往與隧道施工實(shí)際遇到的地質(zhì)條件存在差異。而地質(zhì)的變化對(duì)隧道施工影響又非常敏感，特別是復(fù)雜地層施工，更要求準(zhǔn)確預(yù)報(bào)施工前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。因此，針對(duì)軟弱破碎斷層圍巖,為了既能夠保證施工安全又保證施工進(jìn)度,通常要做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作和后續(xù)工序工作。如超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的TSP203預(yù)報(bào)、超前水平探孔、紅外探水等綜合預(yù)報(bào)以及圍巖收斂觀測(cè)、仰拱和二襯緊跟等各種處理工作。地質(zhì)超前預(yù)報(bào)要作為一個(gè)工序納入生產(chǎn)過程。除了做好超前預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)外，針對(duì)不同軟弱地層的特點(diǎn)，采用不同的支護(hù)開挖方案。

對(duì)于富水軟巖夾泥沙伴隨大量涌水的地段和斷層破碎帶有較大涌水的情況，這兩種情況隧道地下水發(fā)育，除裂隙水外，往往與地表水連通，形成補(bǔ)給通道，使施工長(zhǎng)期處于地下水干擾中，并且軟弱破碎地層地下水一般不能形成集中水流，往往以散水形式從坑壁或隧底流出，施工處理更加困難。為了防止地下水對(duì)施工特別是開挖的影響，必須對(duì)地下水進(jìn)行處理。切斷地下水補(bǔ)給的通道往往會(huì)收到良好的施工效果，給施工帶來(lái)很多便利。

富水軟弱破碎圍巖隧道在施工中最關(guān)鍵的工序是開挖。本隧道采用正臺(tái)階預(yù)留核心土法采用控制爆破與非鉆爆開挖的手段以盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，收到了滿意的施工效果。但部分地段開挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間短或者根本不能自穩(wěn)，這給施工帶來(lái)很大的影響，甚至出現(xiàn)非鉆爆法開挖后圍巖也不能自穩(wěn)的情況，給施工帶來(lái)了很多麻煩，嚴(yán)重的延緩了施工進(jìn)度甚至使整個(gè)工程蒙受了很大的經(jīng)濟(jì)損失。在施工中遇到此類圍巖時(shí)一定要特別注意。應(yīng)在地質(zhì)預(yù)報(bào)的指導(dǎo)下加強(qiáng)對(duì)作業(yè)面的觀察，并且預(yù)先制定出有效的處理方案，爭(zhēng)取順利的通過這類地段。

實(shí)踐證明超前管棚、超前注漿小導(dǎo)管均是加固軟弱破碎圍巖的有效方法。在本隧道施工中超前注漿小導(dǎo)管是較常用的通過軟弱破碎富水圍巖的手段。超前小導(dǎo)管是在開挖前，沿坑道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔的小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全的進(jìn)行開挖作業(yè)。在遇到富水軟弱破碎圍巖甚至溜坍段圍巖時(shí)此法可對(duì)圍巖的加固起到良好的效果。采用打雙排或多排小導(dǎo)管的并向圍巖內(nèi)注水泥—水玻璃雙液漿的方法，在隧道施工遇到富水軟弱破碎圍巖的情況下是一種解決問題的有效手段。

結(jié)語(yǔ)

總之，在施工過程中加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，采用合理的開挖方法與手段并做好與圍巖加固，在遇到富水?dāng)鄬悠扑閲鷰r時(shí)許多難題就會(huì)迎刃而解，對(duì)工期的提前與工程的經(jīng)濟(jì)效益都是十分有益的。

[1]帥超,隧道工程防滲漏施工技術(shù)的探討 .2012.

[2]賀元俊,隧道工程二次襯砌施工技術(shù)實(shí)例分析 .2011.