關(guān)于隧道涌水處理的探究

【摘 要】 本文主要從隧道涌水情況、工程設(shè)計(jì)、涌水現(xiàn)狀、涌水分析、處理、涌水方案等方面對隧道出現(xiàn)的涌水情況做處理方案，通過運(yùn)用現(xiàn)場抽水，注漿堵塞等辦法安全確保了隧道施工的安全，圓滿完成施工任務(wù)，為以后的隧道涌水處理提高了借鑒。

【關(guān)鍵詞】 隧道；涌水；處理；方案

一、涌水情況

XX隧道位于內(nèi)蒙古自治區(qū)，全長3353m，在隧道開挖施工時(shí)，在位于掌子面里程為DK58+755處，在拱頂左上方出現(xiàn)一小股直徑約5cm水流，立即采取了抽水措施，并繼續(xù)進(jìn)行支護(hù)及下一循環(huán)作業(yè)開挖。在進(jìn)行鉆爆施工時(shí)，拱頂在鉆孔到2.5m時(shí)出現(xiàn)噴水現(xiàn)象，拱頂左上方水量也變大，涌水越來越大，水泵滿足不了現(xiàn)場抽水，立即停止鉆孔，撤離現(xiàn)場。由于水量較大，購買四臺大功率水泵，分別從斜井、及出口向洞外抽水。

進(jìn)行TSP203的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測，同時(shí)委托第三方進(jìn)行一次紅外探水檢測。通過第三方檢測單位對隧道進(jìn)口進(jìn)行紅外探水檢測，結(jié)果顯示掌子面前方20米無水。對隧道斜井的紅外探水檢測，結(jié)果顯示掌子面前方20米范圍內(nèi)裂隙水較大。對進(jìn)口及斜井的TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測，顯示DK58+755～+739段圍巖中風(fēng)化，發(fā)育軟弱泥夾層，結(jié)構(gòu)面較破碎，開挖后掌子面與拱部易松動(dòng)掉塊，裂隙多發(fā)育，巖石體質(zhì)的完整性與巖體自穩(wěn)能力較差，該段有水。DK58+739～+720圍巖中風(fēng)化，巖石體質(zhì)軟硬相間，局部洞段裂隙發(fā)育，且較為破碎，結(jié)構(gòu)面易松動(dòng)，完整性較差，局部有水。根據(jù)檢測結(jié)果，及時(shí)組織設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位及第三方檢測單位會議討論，要求停止斜井掌子面掘進(jìn)，加強(qiáng)排水工作和監(jiān)控量測工作等事項(xiàng)，確保隧道施工過程的安全。

二、工程設(shè)計(jì)情況

1、工程地質(zhì)條件

DK58+670～DK58+700段設(shè)計(jì)為Ⅲ級圍巖下錨段，DK58+700～DK58+733段設(shè)計(jì)為普通Ⅲ級圍巖，巖體整體強(qiáng)度較高，巖體基本穩(wěn)定。DK58+733～DK58+780段設(shè)計(jì)為Ⅳ級加強(qiáng)圍巖，受構(gòu)造及風(fēng)化影響，結(jié)構(gòu)面很發(fā)育。DK58+680～DK58+780段位于V字型山溝的山腰上，設(shè)計(jì)埋深為120m-160m左右，山溝最低處位于DK58+654～DK58+670之間，屬于地表水匯集處，設(shè)計(jì)為Ⅲ級圍巖。

2、防排水設(shè)計(jì)

全隧二次襯砌混凝土抗?jié)B等級不小于P8，初期支護(hù)與二次襯砌間采用分離式防水層，防水板采用EVA防水板。隧道施工縫采用兩種可靠的復(fù)合式防水措施，拱墻環(huán)向施工縫處設(shè)置外貼式橡膠止水帶+遇水膨脹止水條+遇水膨脹止水條，仰拱施工縫設(shè)置中埋式橡膠止水帶，縱向施工縫設(shè)鋼邊橡膠止水帶+遇水膨脹橡膠止水條。

洞內(nèi)排水采用雙側(cè)水溝，隧道襯砌防水板背后環(huán)向設(shè)置φ50透水盲管，縱向間距10m并根據(jù)地下水發(fā)育情況調(diào)整，在地下水較大處增設(shè)1～2道；在隧道兩側(cè)邊墻墻腳外側(cè)設(shè)置縱向φ80盲管，每段縱向盲管中間設(shè)φ50PVC管泄水孔一處，接頭處通過三通連接；環(huán)向盲管與縱向盲管兩端均直接與隧道側(cè)溝連通，便于排水管路的維護(hù)。

3、施工方法及襯砌設(shè)計(jì)

DK58+680～DK58+700段設(shè)計(jì)為Ⅲ級圍巖下錨段，DK58+700～DK58+733段設(shè)計(jì)為普通Ⅲ級圍巖，初期支護(hù)采用C25噴射混凝土厚度7cm，拱部設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距25cm×25cm，邊墻采用素噴混凝土，拱部局部設(shè)置φ25中空注漿錨桿L=2.5米，間距（環(huán)1.2m×縱1.5m）梅花型布置。DK58+733～DK58+780段設(shè)計(jì)為Ⅳ級加強(qiáng)圍巖，初期支護(hù)采用主筋為Φ22的格柵做拱架，間距1m/榀，拱墻采用C25噴射混凝土厚度23cm，并設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距25cm×25cm，仰拱采用素噴混凝土；拱部設(shè)置φ25中空注漿錨桿，邊墻采用φ22砂漿錨桿L=2.5m，間距（環(huán)1.2m×縱1.2m）梅花型布置。

三、涌水前施工現(xiàn)狀、揭示地質(zhì)情況

1、涌水前施工現(xiàn)狀

發(fā)生涌水時(shí)，進(jìn)口掌子面里程為DK58+521，斜井方向掌子面里程為DK58+755，全隧剩余234m未掘進(jìn)。

2、涌水前揭示地質(zhì)情況

隧道斜井開挖至DK58+755附近揭示掌子面上部為弱風(fēng)化大理巖，下部為褐黃色泥巖，中間有夾層。DK58+755以前開挖過程中洞內(nèi)干燥，無地下水。

四、原因分析

1、涌水原因分析

根據(jù)地質(zhì)勘察資料、隧道地表的地形及我部TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和第三方紅外探水檢測報(bào)告顯示。隧道內(nèi)無暗河及溶洞等大的補(bǔ)給水源，此次涌水為地表水多年滲透存積形成水囊，通過隧道圍巖裂隙涌出，且水量較大。

2、地表水對隧道的影響分析

根據(jù)隧道開挖的情況，及地表地形分析，隧址地表水無法排出，全部滲入山體。根據(jù)此次涌水量觀察，隧道開挖后裂隙水對隧道支護(hù)的周邊壓力較大，待隧道施工完畢后，裂隙水若不能及時(shí)排除，則有被壓垮的危險(xiǎn)。

五、處理方案

1、圍巖級別及支護(hù)襯砌調(diào)整

根據(jù)DK58+755涌水情況及補(bǔ)勘資料，隧道施工由進(jìn)口施工完成剩余114m的工程。為保證施工安全，避免涌水在該工作面的發(fā)生，該段施工按照超前探測、超前注漿、超前支護(hù)的原則進(jìn)行組織。

2、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測

掘進(jìn)至DK58+567處時(shí)，對DK58+567～DK58+662段采用地球物理勘探（TSP203）進(jìn)行了地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，同時(shí)委托第三方對隧道進(jìn)口和斜井分別做紅外線探水檢測，根據(jù)檢測結(jié)果顯示，進(jìn)口無較大裂隙水，斜井水源主要是地表水滲透形成裂隙水，且水量較大。

3、圍巖級別調(diào)整

根據(jù)超前地質(zhì)鉆探、超前物探揭示，DK58+755～+720段為裂隙水集中區(qū)域，其中DK58+755～+720段巖石圍巖裂隙發(fā)育、易松動(dòng)、局部強(qiáng)度較低、穩(wěn)定性越差。因此對該段原設(shè)計(jì)的圍巖級別全部變更為Ⅴ級圍巖并加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)。

4、注漿加固

針對超前探測及地質(zhì)分析資料，DK58+755～+720、DK58+755～+785及DK58+680～720為涌水影響帶，涌水帶及充填物的流失必然會使得襯砌背后圍巖在一定范圍內(nèi)形成空洞，一旦地表水通過裂隙或空洞流入隧道進(jìn)行排出，將對地表植被造成一定影響，為了保證地表生態(tài)不受較大影響和施工安全及隧道結(jié)構(gòu)在運(yùn)營期間的安全，采取對涌水地段及周邊范圍的圍巖裂隙進(jìn)行注漿封堵處理，以保證在隧道初期支護(hù)背后5m范圍內(nèi)沒有空洞，既防止施工期間涌水的再次發(fā)生，也確保襯砌結(jié)構(gòu)的永久安全。

注漿采用水泥水玻璃漿液，水泥漿與水玻璃漿體積比：1：1～0.8，水泥漿水灰比（重量比）1：0.5，過程中應(yīng)對注漿壓力密切監(jiān)控，當(dāng)進(jìn)漿量大、壓力上不去時(shí)應(yīng)對漿液濃度進(jìn)行調(diào)整。

5、支護(hù)及襯砌結(jié)構(gòu)調(diào)整

根據(jù)地質(zhì)圍巖級別的調(diào)整，結(jié)合現(xiàn)場開挖情況，對DK58+680～DK58+785段系統(tǒng)支護(hù)及二次襯砌參數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。

6、防排水措施調(diào)整

根據(jù)對隧道洞頂?shù)恼{(diào)查，地下水的漏失只對地表植被產(chǎn)生影響，因此采用堵排結(jié)合的整治方案。

（1）、對裂隙水采用周邊注漿加固進(jìn)行封堵，其范圍為開挖輪廓線外約5m，以保證在隧道初期支護(hù)背后沒有空洞，既防止施工期間涌水的再次發(fā)生，也確保襯砌結(jié)構(gòu)的永久安全。

（2）、為有效引排裂隙水，采用加密環(huán)向排水盲管的方法，有效地將裂隙水通過隧道水溝排出。

六、體會

通過對本次隧道涌水的處理過程，體會到對于隧道涌水病害的治理，只能采用堵、排、疏的措施來解決。同時(shí)在處理過程中，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際及參與方案人員的經(jīng)驗(yàn)、儀器設(shè)備的配合，選出好的解決方案。既滿足施工的安全、進(jìn)度和質(zhì)量，又能達(dá)到費(fèi)用最低的效果。