關(guān)于隧道工程防滲流水施工難題的探討

張小衛(wèi)

摘 要：該文介紹常吉高速公路二期工程中最長的青山崗隧道，該隧道地下水類型主要為松散層孔隙潛水和基巖裂隙水。此隧道中有100多米位于山體背斜構(gòu)造的軸部，地下水影響較其它地段尤為突出，需采取有效的施工措施，確保隧道二襯不出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象及有效保持隧道周邊水文環(huán)境意義重大，為此，該文對隧道的防滲流水施工難題一起進(jìn)行簡單的探討。

關(guān)鍵詞：高速公路隧道 地下水類型 防滲水施工難題 體會

中圖分類號：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（c）-0030-02

在公路建設(shè)中，隧道工程一般都是整個公路工程中最關(guān)鍵、最需要控制的工程，是施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)；為了確保隧道工程質(zhì)量，加快隧道施工速度，減少施工成本具有重要意義；而隧道內(nèi)的防滲流水工作又是確保隧道工程質(zhì)量不可缺少的重要關(guān)鍵工作。

1 青山崗隧道簡介

青山崗隧道是常吉高速公路二期工程中最長的隧道，屬于常吉高路的控制性工程。該隧道是一座上下行分離的雙向四車道隧道，左右隧道分別長1245 m、1227 m，最大埋深160 m。地貌類型為丘陵地貌，隧道橫穿山體。該隧道地下水類型主要為松散層孔隙潛水和基巖裂隙水。覆蓋層中的孔隙潛水主要賦存于碎石質(zhì)土中，主要靠大氣降水補(bǔ)給，其透水性強(qiáng)，在坡面陡峻地段對地下水補(bǔ)給較弱。基巖裂隙潛水主要賦存于基巖上部裂隙中，主要由松散層孔隙潛水滲入補(bǔ)給，有水頭壓力。地下水滲流可引發(fā)塌方冒頂、地面沉降、地表水體流失等諸多工程問題。K121+900～K122+000段位于山體背斜構(gòu)造的軸部，地下水影響較其它地段尤為突出。采取有效的施工措施，確保隧道二襯不出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象及有效保持隧道周邊水文環(huán)境意義重大。

2 工程地質(zhì)、水文概況及工地現(xiàn)場的狀況

2006年6月15日，我們對青山崗隧道初支滲流水現(xiàn)象進(jìn)行了統(tǒng)計，初支表面（未施工二襯段）共有21處，大部分部位只是表面潮濕，有三處滲水較嚴(yán)重，呈滴線狀或股狀，兩處位于拱頂，一處位于邊墻。同時對隧道出現(xiàn)的幾次重大塌方事故進(jìn)行了統(tǒng)計，2005年10月28日，隧道左洞吉首端口掘進(jìn)到ZK122+582時，放炮揭露一條寬約5m的張性充水大斷層，斷層位于作業(yè)面的拱頂，拱頂發(fā)生大的突水，在拱頂形成一個4.5m的大洞。后來大空洞處理過程中，拱頂不斷出現(xiàn)掉塊和冒落，我們花費(fèi)了大量的人力和物力才得以通過。此次突水事故處理使工程進(jìn)度往后推遲10天。2005年11月20日，隧道右洞YK122+546作業(yè)面為弱風(fēng)化硅質(zhì)巖，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，呈塊碎石鑲嵌結(jié)構(gòu)，拱頂部滲水呈線狀滴水。噴射作業(yè)還沒有開始，拱頂巖層在地下水的作用發(fā)生塌方，拱頂塌洞跨度達(dá)6.8m，高達(dá)4.3m。后來我采用鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、壁后注漿充填等技術(shù)措施對隧道塌方段進(jìn)行加固處理，歷時12天。

2006年2月1日，吉首端左洞ZK122+380左側(cè)及左側(cè)拱部出現(xiàn)一條寬約2m的張性富水?dāng)鄬樱飨蛲鈬姵鲞_(dá)3～4m之遠(yuǎn)，涌水中夾雜著大量泥砂。作業(yè)面揭露后不到3個小時，作業(yè)面左側(cè)發(fā)生大片幫，片幫深度達(dá)2.2m。隨后拱部圍巖發(fā)生塌方，造成正常施工作業(yè)停工。我公司對塌方地段馬上組織搶險加固，防止塌洞規(guī)模進(jìn)一步向上擴(kuò)大。

3 目標(biāo)設(shè)定及可行性分析

3.1 確定目標(biāo)

確定目標(biāo)如圖1所示。

3.2 可行性分析

縱觀上述分析，攻克青山崗隧道滲流水施工難題是完全可行的。

4 制定對策與對策實施：

4.1 提高設(shè)備的工作能力。

2006年6月15日，為解決注漿帷幕壓力掌握不好的因素，項目經(jīng)理要求試驗室主任負(fù)責(zé)采購一臺新型雙液注漿設(shè)備和一臺濕噴機(jī)，開始對隧道開挖前進(jìn)行超前環(huán)向注漿堵水帷幕的施工。鉆孔采用YT-26風(fēng)鉆，注漿孔為Ф50 mm小孔，每環(huán)縱距為3 m，漿液水灰比0.6：1，注漿壓力0.5～1.0 MPa，水泥漿與體積比1：0.4或1：0.5，水玻璃濃度30～10Pe，模數(shù)2.4。注漿順序從下至上，先進(jìn)邊墻注漿，后進(jìn)拱頂注漿。注入單液水泥漿9.1 m3，注入水泥—水玻璃雙液漿5.4 m3，每延米隧道消耗的注漿材料：單液水泥漿3.03 m3/m，水泥-水玻璃雙液漿1.8 m3/m；綜合堵水率達(dá)91.04%，達(dá)到了預(yù)期效果。

4.2 采用濕噴設(shè)備及工藝

2006年6月15日，我們對右洞實施濕噴工藝，由于設(shè)備較先進(jìn)，濕噴工作實施順利。事后，試驗室進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)砼與巖面的粘接較干噴效果好，砼密實程度高。在滲流水段施工后，并未發(fā)現(xiàn)初支表面有滲水現(xiàn)象，取得了良好的效果。

4.3 及時調(diào)整炮眼布置及裝藥量

2006年6月15日，項目部聘請了爆破專家負(fù)責(zé)隧道開挖的爆破指導(dǎo)工作。在2006年6月到2006年8月的施工時間里，每次都根據(jù)隧道的實際圍巖情況，更改炮眼布置及裝藥量，并取得良好的爆破效果。炮跡率保持在80%以上，超挖都控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，無欠挖情況。2006年6月28日到7月6日，在ZK121+855～ZK121+879.20段進(jìn)行爆破減震及其觀測試驗，所采取的減震措施包括分臺級開挖和改進(jìn)隧道的爆破參數(shù)，采用成都中科動態(tài)儀器有限公司生產(chǎn)的EXP3850爆破振動儀對隧道施工中的爆破振動信號進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明，與我們原來采用爆破方式相比，爆破震動強(qiáng)度降低22%，有效減少了爆破對圍巖的影響，達(dá)到了預(yù)期的效果。

4.4 提高兩個防水等級

2006年6月14日，我們在左洞K121+800～+803段進(jìn)行抗?jié)B噴射混凝土試驗，抗?jié)B噴射混凝土的配比按照優(yōu)化設(shè)計方案進(jìn)行，抗?jié)B劑為株洲橋梁廠生產(chǎn)的TPN—F型，摻量為水泥重量的4%。其試驗成果和過程詳見抗?jié)B噴射混凝土抗?jié)B試驗報告單和青山崗隧道左洞試驗段抗?jié)B噴射混凝土試驗記錄統(tǒng)計表。噴射混凝土試塊室內(nèi)抗?jié)B試驗表明：抗?jié)B噴射混凝土的抗?jié)B性能與原噴射混凝土相比，從S4提高到S6，達(dá)到了預(yù)期的效果，并實施到左洞K120+700～K122+300段，效果明顯。endprint

4.5 噴砼密實

經(jīng)我們分析論證，發(fā)現(xiàn)采用本地河砂的含泥量高，噴砼后水流沖洗，掏空河砂的泥土，從而導(dǎo)致滲流加劇，為此項目部決定噴砼采用從常德轉(zhuǎn)運(yùn)來的含泥量較低的黃砂。2006年6月14日，我們噴砼細(xì)集料采用黃砂，經(jīng)現(xiàn)場抽樣檢驗，噴砼的強(qiáng)度由原來的21.4 MPa，提高到了26.7 MPa，提高了一個等級，達(dá)到了密實效果及增加強(qiáng)度的作用。

于是我們在隧道K121+700～K122+300段施工時，順利通過了山體褶部，沒有出現(xiàn)塌方的現(xiàn)象，初支表面未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，滿足了業(yè)主的要求。

5 幾點(diǎn)體會

（1）實踐證明，本人認(rèn)為大家只要采取隧道內(nèi)防滲流水措施，隧道開挖、初期支護(hù)的質(zhì)量就會得到提高，采用超前環(huán)向注漿帷幕水率為91.04%；且注入的漿液結(jié)石體充填在隧道富水地段破碎圍巖的裂隙中，加固圍巖，并提高其物理力學(xué)性能，改善了隧道開挖條件，從根本上防止了突水、塌方冒落事故，從而節(jié)省了塌方處理的費(fèi)用，間接地提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（2）青山崗隧道因改善了隧道開挖條件，從而加快了開挖、二襯的速度。開挖速度達(dá)到了105 m/月，二襯的速度達(dá)到了110 m/月，而原隧道開挖速度為70 m/月，襯砌速度為70m/月，每月增加產(chǎn)值35 m/月×14000元=49.0萬元/月，共增加產(chǎn)值49.0萬元/月×3月=147.0萬元，也就是說共創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益147.0萬元。

（3）該隧道在施工過程中和二襯完工后沒有出現(xiàn)異常的滲水現(xiàn)象，大幅度減少了地下水土流失，保持了隧道上部的水土平衡，保護(hù)了常吉高速公路沿線的生態(tài)環(huán)境，效果良好。得到了省、市及交通主管單位、業(yè)主等各級領(lǐng)導(dǎo)的好評，在同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位，提高了企業(yè)的信譽(yù)度，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力。

（4）青山崗隧道解決了初支及二襯表面出現(xiàn)滲流水現(xiàn)象，也從一定程度上防止富水段施工易塌方的通病、難題，取得了很好的效果。但也冒出了一些新問題，例如新型材料（半管技術(shù)）的應(yīng)用不過關(guān)，工程成本高；在隧道地質(zhì)條件好的情況下，是否可取消防水布，利用砼的自防水能力，從而加快施工進(jìn)度、減少工程成本等問題還有待我們一起探討。本人將以質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以用戶滿意為宗旨，制定新計劃，解決新問題，再創(chuàng)新成績！

參考文獻(xiàn)

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