長(zhǎng)大深埋地鐵隧道涌水治理方案

張 建 波

(北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，重慶 401147)

長(zhǎng)大深埋地鐵隧道涌水治理方案

張 建 波

(北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，重慶 401147)

針對(duì)軌道交通地下區(qū)間涌水的情況，以重慶軌道交通一號(hào)線中梁山隧道為例，詳細(xì)論述了地鐵隧道不同涌水部位分別制定的針對(duì)性治理方案，旨在對(duì)類似工程提供一些參考。

隧道，涌水，注漿

隧道涌水一直是鐵路建設(shè)過(guò)程中遇到的技術(shù)難題，在地勢(shì)相對(duì)平坦的城市，建設(shè)軌道交通卻很少遇到。在重慶，由于自身特殊的地勢(shì)條件，地鐵建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常遇到隧道涌水的情況。本文以重慶市軌道交通一號(hào)線中梁山隧道為例，列舉了幾種不同的涌水部位，制定針對(duì)性的治理方案。

1 工程概況

中梁山隧道為重慶市軌道交通一號(hào)線(沙坪壩—大學(xué)城段)二期工程雙碑北站—賴家橋站區(qū)間的一部分，是目前我國(guó)城市軌道交通領(lǐng)域中已運(yùn)營(yíng)的最長(zhǎng)的長(zhǎng)大山嶺隧道。隧道全長(zhǎng)4.329 km，最大埋深約270 m，除洞口段外均為深埋隧道。隧道襯砌結(jié)構(gòu)按新奧法原理設(shè)計(jì)，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，鉆爆法施工。中梁山隧道穿越多個(gè)地層，施工中遇到高壓地下水、腐蝕性地下水、瓦斯、煤層、溶洞、暗河、石膏巖等復(fù)雜地質(zhì)條件。

1.1 地質(zhì)條件

中梁山隧道位于沙坪壩區(qū)，整體呈東西走向，橫穿中梁山山脈，屬于中部構(gòu)造低山區(qū)，海拔高程：220 m～580 m左右。隧道走向262°，與地質(zhì)構(gòu)造線基本呈正交，隧道穿過(guò)觀音峽背斜軸部，為深埋隧道，圍巖主要為Ⅲ級(jí)～Ⅴ級(jí)。沿線出露地層主要為第四系崩坡積土、粉質(zhì)粘土、粘土。根據(jù)地勘資料顯示，K26+750～K26+850段區(qū)間呈直線型，前進(jìn)方向262°，隧洞軸線與巖層走向近于直交，隧道埋深65 m～225 m。隧址屬構(gòu)造剝蝕低山槽谷地貌的西槽谷區(qū)，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)雷口坡組、三疊系下統(tǒng)嘉陵江組地層，巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育～較發(fā)育，層理發(fā)育，層間結(jié)合一般～好；巖性以碳酸鹽巖為主，偶夾泥質(zhì)巖類；巖溶凹槽、暗河較發(fā)育。

1.2 涌水區(qū)域介紹

當(dāng)掘進(jìn)至K26+750～K26+850里程時(shí)發(fā)生涌水，涌水段主要分布巖層為灰?guī)r與灰?guī)r角礫巖，涌水區(qū)域主要分為拱墻部位、底板部位及局部滲漏水區(qū)域。根據(jù)地勘資料顯示及現(xiàn)場(chǎng)勘探，滲漏水主要來(lái)源于灰?guī)r裂隙水。

2 治理原則

2.1 水源分析

制定治理方案之前必須對(duì)涌水的來(lái)源、規(guī)模、水質(zhì)等進(jìn)行分析。首先通過(guò)紅外線探水等物探手段探明水源的空間構(gòu)造及規(guī)模，其次進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證物探的結(jié)果，測(cè)得水壓、水量等直觀信息。

2.2 分區(qū)治理

根據(jù)不同的涌水區(qū)域分別制定不同的治理方案。分為拱墻部位治理方案、底板部位治理方案及局部滲漏水治理方案。

2.3 以堵為主，堵排結(jié)合

技術(shù)可行：在現(xiàn)有工作條件的基礎(chǔ)上，制定可行的注漿方案，以滿足項(xiàng)目施工要求為第一目標(biāo)，有效封堵圍巖涌水，并保證施工期間出現(xiàn)的各種相關(guān)情況的順利處理。

經(jīng)濟(jì)合理：在方案設(shè)計(jì)和注漿施工過(guò)程中，在技術(shù)可行的前提下，始終秉承經(jīng)濟(jì)合理的理念。

3 治理方案

3.1 拱墻涌水治理方案

1)深部注漿。針對(duì)拱頂及邊破碎帶涌水，治理方案采用先期施工帷幕截流深孔，對(duì)該角礫巖破碎帶進(jìn)行全面滲透固結(jié)注漿。2)淺部注漿。在深孔注漿形成帷幕止?jié){墻后，水壓必然升高，對(duì)隧道的襯砌形成安全隱患；而且深孔注漿過(guò)程中水泥漿液會(huì)跟隨裂隙進(jìn)入隧道開(kāi)挖輪廓以外，這樣不僅導(dǎo)致漿液的流失同時(shí)流失的漿液也會(huì)對(duì)隧道的襯砌形成一定的壓力。所以在深部注漿后必須進(jìn)行淺部注漿，才能保證注漿效果。淺層加固注漿采用恒壓循環(huán)注漿方法進(jìn)行。

3.2 底板涌水治理方案

底板涌水分兩步進(jìn)行，第一步淺部注漿形成止?jié){巖盤(pán)，第二步深部注漿徹底封堵裂隙水源頭。1)淺部注漿。淺層加固注漿采用恒壓循環(huán)注漿方法，設(shè)計(jì)注漿壓力為1 MPa～3 MPa，在達(dá)到注漿終壓后采用循環(huán)注漿持續(xù)至鉆孔注漿量低于1 L/min方可結(jié)束。2)深部注漿。在注漿施工中，采用“遇水即注”的前進(jìn)式注漿方法，深孔帷幕截流注漿孔注漿設(shè)計(jì)終壓為3 MPa～5 MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓后，需在該壓力條件下持續(xù)滲透注漿半小時(shí)且注漿壓力沒(méi)有回落時(shí)方可停止注漿。

3.3 局部滲水點(diǎn)治理方案

初期支護(hù)完成后，隧道內(nèi)出現(xiàn)局部滲水點(diǎn)。此種情況較難處理，由于在注漿堵水過(guò)程中，如注漿壓力較小則難以保證堵水效果，如注漿壓力較大則會(huì)破壞隧道支護(hù)。所以治理方案采用引流的方式，將少量的滲漏水通過(guò)引流管引入隧道的環(huán)向、縱向排水管內(nèi)。隧道涌水綜合治理技術(shù)路線圖見(jiàn)圖1。

4 工程實(shí)施情況

中梁山隧道于2011年2月開(kāi)始進(jìn)行K26+750～K26+850段注漿堵水，嚴(yán)格按照本方案進(jìn)行施工，順利安全地完成了本段的涌水治理。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示本段地下水出水量小于1 m3/(m·d)，滿足設(shè)計(jì)要求；隧道無(wú)明顯變形、開(kāi)裂，地表基本未發(fā)生沉降。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著軌道交通工程建設(shè)的快速發(fā)展，在山嶺地區(qū)建設(shè)過(guò)程中遇到的長(zhǎng)大隧道堵水項(xiàng)目將越來(lái)越多，對(duì)地下水的控制應(yīng)在工程實(shí)施前進(jìn)行充分的辨識(shí)與分析，針對(duì)不同類型的涌水情況制定行之有效的工程措施。在工程實(shí)施過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況與工程特點(diǎn)選擇合理的堵水方法，確保工程質(zhì)量與安全。

本文通過(guò)論述中梁山隧道的涌水治理過(guò)程及工程實(shí)施情況，系統(tǒng)的闡述了注漿堵水的實(shí)施過(guò)程，對(duì)類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司.重慶軌道交通一號(hào)線中梁山隧道施工設(shè)計(jì)[Z].2009.

[2] 關(guān)寶樹(shù).隧道工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社,2003.

[3] 張民慶，黃鴻健，苗德海，等.巖溶隧道水壓力的研究與確定[Z].中鐵隧道集團(tuán)科研所,2007.

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[5] GB 50157-2003，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] 方建華.寒嶺界隧道突水原因及處治措施[J].山西建筑，2013，39(1)：155-156.

The governance program of water gushing in long-deep metro tunnel

ZHANG Jian-bo

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Co., Limited, Chongqing 401147, China)

For the water gushing of metro underground interval, the paper discusses in detail the targeted governance program of different water gushing position on the basis of the Zhongliangshan tunnel of Chongqing metro line 1. The paper is aimed at supplying reference to the similar projects.

tunnel, gushing water, grouting

1009-6825(2014)18-0196-02

2014-04-09

張建波(1982- )，男，工程師

U457.2

A