隧道涌水涌泥病害處治施工技術(shù)

張 泳 帥

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中　030600)

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隧道涌水涌泥病害處治施工技術(shù)

張 泳 帥

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中030600)

以稽山隧道工程為例，從地表水截排、注漿參數(shù)、集水鉆孔、裂隙處理等角度，介紹了隧道涌水、涌泥病害的治理措施，有利于提升我國隧道工程的災(zāi)害防治水平，確保隧道的安全運(yùn)營。

隧道，涌水，集水鉆孔，裂隙

1　稽山隧道工程概況

稽山隧道是江西省陽城縣馬頭水廠鐵路專線，全程1 025 m，埋深約300 m，是一種單程的非電氣化鐵路隧道工程，整個工程的地質(zhì)以膨脹性裂隙土為主，地層中的節(jié)理裂隙比較發(fā)育，整個隧道工程穿過梯形黃土坡，地表有3棟3層樓房和一個容量大約為1 000 m3的水池。在實際的施工中整個隧道揭穿了多個溶洞以及一條暗河，隧道受巖溶侵蝕的影響嚴(yán)重，工程完工后又由于受到長期雨季雨水的影響整個巖溶洞水得到了非常大的補(bǔ)充，整個隧道內(nèi)已施作相應(yīng)的措施，但是隧道仍然出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的涌水、涌砂以及邊墻淋水的現(xiàn)象，給整個隧道的正常使用造成非常大的威脅。

2　隧道涌水、涌泥相關(guān)病害的處治施工技術(shù)

針對稽山隧道中的巖溶貫通性較好，在碰到強(qiáng)暴風(fēng)雨時，很短的時間內(nèi)容易形成高壓水，給襯砌裂隙造成破壞，引發(fā)突水以及涌泥等災(zāi)害的情況，我們應(yīng)該首先強(qiáng)化隧道巖溶的涌水排泄以及相應(yīng)的疏導(dǎo)。同時一定要降低襯砌周邊的突發(fā)高壓水，防止其在運(yùn)營的過程中出現(xiàn)泥砂擁擠道床的現(xiàn)象，造成襯砌崩裂以及涌水涌泥等相關(guān)安全事故的發(fā)生。對隧道巖溶采取以泄水洞整體的“引排”為主的相關(guān)措施，通過對隧道的泄水洞的涌水以及涌泥情況進(jìn)行大量的現(xiàn)場調(diào)查來看，泄水洞基本上達(dá)到了相關(guān)的設(shè)計預(yù)期的目的，對相應(yīng)正洞的涌水、涌泥在一定程度上起到了非常好的排水、排泥效果，確保了相應(yīng)的正洞結(jié)構(gòu)的運(yùn)營安全。

從具體的現(xiàn)場調(diào)查來看，目前正洞的病害主要表現(xiàn)在局部地段內(nèi)的襯砌出現(xiàn)了不同程度的裂紋，當(dāng)前出現(xiàn)的裂紋基本上處于穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)一步發(fā)展的可能性不大。從整個泄水洞建成前后的對照來看，泄水洞在建設(shè)成功前，處在雨季時正洞內(nèi)的涌水以及涌泥情況嚴(yán)重，在泄水洞建設(shè)成功后，相應(yīng)的正洞內(nèi)僅D158+890～D158+910段內(nèi)的左方出現(xiàn)了不同程度的涌水以及涌泥現(xiàn)象，給該段水溝的排水能力造成了很大的影響，使水溝在很大程度上水流能力降低，對應(yīng)正洞的涌水以及涌泥災(zāi)害在對應(yīng)的泄水洞的作用下得到非常好的解決。其具體處治措施有以下幾點。

2.1隧道的對應(yīng)地表段的加固，對應(yīng)地表水的截排工作

隧道D158+894～D158+258段的淺埋，上覆的紅土層，D158+894～D158+297穿過的巖土層以整體的斷層砂礫巖為主，D159+128～D159+168段開挖出的溶蝕破碎帶，巖體的整體性極其的破碎。D160+458～D160+498及D168+785～D169+015段隧道的具體施工的過程中出現(xiàn)一定程度的隧道拱被擠破的現(xiàn)象，隧道內(nèi)的涌水現(xiàn)象比較嚴(yán)重；該段相應(yīng)的地表道路出現(xiàn)幾個坑陷，洞內(nèi)的局部襯砌也在不同的程度上出現(xiàn)了一定的水平大裂縫。為在整體上減小相應(yīng)地表的滲水對隧道的整體結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，對D160+458～D160+498及D168+785～D169+015段對應(yīng)的地表進(jìn)行相應(yīng)的加固處理。D160+458～D160+498及D168+785～D169+015段對應(yīng)的地表線路兩側(cè)的各個9 m內(nèi)采用注漿加固技術(shù)，9 m范圍內(nèi)的注漿加固的深度：在對應(yīng)的隧道加固部分內(nèi)以隧道的整體結(jié)構(gòu)外緣線45 cm以外進(jìn)行有效的控制，在隧道的外部分以隧道的基底以下進(jìn)行3.5 m的控制。D168+785～D169+015段對應(yīng)的線路兩側(cè)的5 m～9 m的范圍采用地表淺注漿的措施，注漿對應(yīng)的深度為整個隧道底部以下方向3 m的范圍，D168+785～D169+015段對應(yīng)線路的兩邊各3 m的范圍以內(nèi)采用D12砌漿片進(jìn)行實際的鋪砌，鋪砌的大致厚度在25 cm。注漿時以水泥漿為主，水灰比大致為1.05∶1，注漿所需的壓力在1.5 MPa～3.5 MPa左右，在注漿施工前應(yīng)根據(jù)試驗驗證一下注漿的效果，同時對注漿的參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)整。

2.2注漿相應(yīng)參數(shù)的調(diào)整

泄水洞D172+788處左方邊墻底以及D179+795處右側(cè)邊的墻底板出現(xiàn)涌泥，且整體的出水較大，裂隙的發(fā)育比較完善。這兩處的主要災(zāi)害為：左側(cè)邊墻附近的出水孔水流含泥量較多較嚴(yán)重，容易形成溝底下層淤積；D246+800處底板中部有5 cm～10 cm高的拱起，并且伴有少量的水流出，這個部位對應(yīng)正洞內(nèi)主要出現(xiàn)的現(xiàn)象為：正洞右側(cè)拱腰有線狀漏水。為了引導(dǎo)并強(qiáng)化對正洞周圍巖溶水的排出效果，在出水洞D246+800及D246+854靠正洞側(cè)各設(shè)置1處引水橫向通道，這個通道使用模筑襯砌，其凈空大小與出水洞相符，高寬均為3.0 m。拱墻采用鋼架以及鋼性小導(dǎo)管支護(hù)，整體鋼架的縱向間距大約為1.2 m/榀，鋼性小導(dǎo)管的材料是φ35型鋼型無縫鋼管，鋼管厚約2.8 mm，每間隔3.0 m布置一環(huán)，每個環(huán)處布置9根，每根大約長2.8 m。在引水的橫道的端頭面處設(shè)置C30混凝土擋墻，擋墻的厚度為65 cm，并在擋墻處設(shè)置長度為4 m孔徑為45 mm的集水孔，每處設(shè)10孔，最后為了使引水的橫通道與隧道底部的巖溶裂隙相連接，在進(jìn)行隧道底部的處理過程中，對整個隧道的底部進(jìn)行全面的清理和疏通，此外要向引水的橫通道兩次進(jìn)行疏理工作，最終將涌水逐步引上坑面，全面的保證巖溶隙的排水工作通暢。

為了降低引水的橫通道在整個工程的開挖過程中給隧道正洞帶來的影響，開挖的過程中應(yīng)以控制爆破為主，控制爆破的震速應(yīng)在15 cm/s以下，同時在爆破的過程中要加強(qiáng)隧道正洞觀測的工作，整個觀測工作的測點布置應(yīng)該在隧道正洞排水孔前面的15 m范圍外進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測，此外應(yīng)在隧道正洞的相應(yīng)階段增加一定數(shù)量的防護(hù)拱架。爆破工作施工前應(yīng)對隧道內(nèi)部全部泄水洞的涌水、涌泥的階段進(jìn)行進(jìn)一步的核查工作。若在爆破工作的施工當(dāng)中揭露了溶洞等導(dǎo)水洞穴，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

2.3增設(shè)一定量的集水鉆孔

泄水洞D358+549處底部兩側(cè)以及D584+215左側(cè)部位有渾濁的泥水流出現(xiàn)，整個泥水流的流量也比較大，此外每當(dāng)大雨過后每次都有大量渾濁的泥水流出，D358+654～D369+664階段內(nèi)正對隧道正洞的災(zāi)害主要為：正對隧道正洞階段內(nèi)的D356+124～D356+135階段內(nèi)的襯砌出現(xiàn)一定程度的裂紋。此外考慮該段大部分在D358+658及D367+124段內(nèi)打設(shè)有一定的引水通道；隧道正洞的D586+254段內(nèi)設(shè)有一定量的檢查通道，檢查通道與相應(yīng)的泄水洞正交在D458+365；先前的設(shè)計中于D258+457～D234+487段內(nèi)的靠近隧道正洞側(cè)的按照每4.4 m設(shè)置1個環(huán)向的集水鉆孔，集水鉆孔每環(huán)布置3個孔，每個孔長約為4 m。根據(jù)以上的情況，對整個泄水洞的D587+489～D594+245段內(nèi)采取一定量的加強(qiáng)水孔措施，逐步的加大對整個隧道的巖溶水排泄工作，集水鉆孔的設(shè)置詳細(xì)參數(shù)為：在先前的設(shè)計當(dāng)中每2個環(huán)的集水鉆孔之間增設(shè)1個直徑為48 mm的集水鉆孔，每個環(huán)在隧道正洞的側(cè)拱頂處、邊墻處、拱腳處各布置1個鉆孔，一共3個鉆孔，每個孔長約4.8 m。

2.4隧道正洞的裂隙的處理措施

結(jié)合隧道正洞內(nèi)的裂隙產(chǎn)生的原因、裂隙出現(xiàn)的時間及其相應(yīng)的發(fā)育情況，對裂隙采取以下的處理措施：

1)泄水洞建設(shè)成前產(chǎn)生的裂隙，當(dāng)泄水洞建成后，襯砌背后的由于巖溶水較短時間內(nèi)匯集而產(chǎn)生的巖溶高壓水得到了非常大的緩解。對于此種類型的裂隙，本次的研究工作暫不作相應(yīng)的處理，僅對裂隙進(jìn)行相應(yīng)的觀測以及相應(yīng)的監(jiān)測，并根據(jù)相應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果確定出一定的處理措施，以保證整個結(jié)構(gòu)以及運(yùn)營的安全性。

2)對于泄水洞建成以后產(chǎn)生的新的裂隙。裂隙產(chǎn)生的原因仍然有可能是襯砌背在很短的時間內(nèi)匯集而成，未及時進(jìn)行高壓巖溶水的排泄工作而造成的，因此應(yīng)該主動的加強(qiáng)對于開裂段的高壓巖溶水的引排工作，以保證整個結(jié)構(gòu)運(yùn)營的安全性。

3　結(jié)語

隨著我國進(jìn)一步的發(fā)展，國家在隧道工程方面的投入必然會越來越大，作為工程技術(shù)的一線人員，一定要肩負(fù)自己應(yīng)有的責(zé)任，不斷的提高我國的隧道工程災(zāi)害防治工作。

[1]李貴榮.隧道涌水涌泥病害處治施工技術(shù)[J].交通世界(建養(yǎng)·機(jī)械),2012(9):176-178.

[2]馬環(huán)宇.麗攀高速公路新莊特長隧道涌水及塌方病害工程地質(zhì)分析與防治對策研究[D].成都：西南交通大學(xué),2012.

[3]楊艷娜.西南山區(qū)巖溶隧道涌突水災(zāi)害危險性評價系統(tǒng)研究[D].成都：成都理工大學(xué),2009.

Tunnel water bursting and mud surging diseases processing technologies

Zhang Yongshuai

(ShanxiJinzhongHighway&BridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

Taking Jishan tunnel engineering as an example, starting from aspects of groundwater interception and discharge, grouting parameters, wet hole and cracks treatment, the paper introduces tunnel water bursting and mud surging diseases processing measures, which will be good for improving domestic tunnel engineering diseases preventing level and guaranteeing tunnel operation.

tunnel, water bursting, wet hole, cracks

1009-6825(2016)23-0181-03

2016-06-09

張泳帥(1987- )，男，助理工程師

U457.2

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