隧道涌水的原因分析及治理措施

李澤生

(貴州高速公路開發(fā)總公司，貴州 貴陽(yáng)　550000)

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隧道涌水的原因分析及治理措施

李澤生

(貴州高速公路開發(fā)總公司，貴州 貴陽(yáng)550000)

摘要：隧道工程水文地質(zhì)條件往往比較復(fù)雜，通常存在不同程度的滲漏水或涌水，其會(huì)填塞巷道、淹沒設(shè)備，危及到隧道施工及后期運(yùn)營(yíng)安全。因此，加強(qiáng)對(duì)隧道涌水災(zāi)害的預(yù)測(cè)及治理，對(duì)于保證隧道工程質(zhì)量具有十分重要的作用。結(jié)合相關(guān)實(shí)例具體探討了隧道涌水的原因及治理措施。

關(guān)鍵詞：隧道涌水；原因；治理措施

1工程概況

以某隧道為例，具體分析了涌水原因，并采取了相關(guān)治理措施。該隧道左線(ZK96+190～ZK98+625)全長(zhǎng)2 435 m，右線(YK96+215～YK9R+640)，總共長(zhǎng)達(dá)2 425 m。該隧道的縱坡屬于單向坡，縱坡為2.8%。本工程在施工中并未出現(xiàn)過涌水事故。

2工程地質(zhì)條件

2.1地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造

本工程隧道施工區(qū)地層巖性較為簡(jiǎn)單，主要穿越地層是三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組第4段(T2gd)，其巖性是角礫狀灰?guī)r以及白云質(zhì)灰?guī)r。該隧道處于楊子地臺(tái)和華南地臺(tái)接壤處，沒有顯著的差異性新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地質(zhì)基本穩(wěn)定。隧道圍巖巖體存在一定的破碎情況，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖石呈現(xiàn)為不規(guī)則的菱形角礫狀，完整性差。

2.2水文地質(zhì)

該隧道所屬區(qū)域存在季節(jié)性地表性水流，其補(bǔ)給來源為大氣降水、地下泉水，排泄方式為垂直滲透、地表徑流；該隧道地下水是巖溶裂隙水，裂隙較發(fā)育。根據(jù)當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，隧道影響范圍中存在5個(gè)流量為20～500 T/d泉眼、3口水井。地下水的補(bǔ)給來源為大氣降水，主要賦存在基巖裂隙內(nèi)。

3隧道突涌水、滲漏水

2012年6月18、19日，該隧道施工區(qū)域出現(xiàn)持續(xù)強(qiáng)降雨，造成隧道突涌水，詳細(xì)情況為：(1)ZK98+044的左側(cè)消防栓處產(chǎn)生了大股的涌水(20 000 m3/d)，水質(zhì)渾濁；(2)ZK97+910～ZK98+090拱墻產(chǎn)生滲水，施工縫處滲水量更大；(3)ZK97+980左側(cè)電纜橋架處出現(xiàn)噴水的情況，ZK98+008、ZK98+018拱頂出現(xiàn)滴水的情況。

6月28日情況如下所示：(1)ZK98+027拱頂預(yù)留洞室出產(chǎn)生了大股的涌水(見圖2)，而邊墻泄水孔處出水量降低；(2)ZK97+910～ZK98+090右側(cè)電纜溝蓋板上方2.5～3m處的防火涂料表面產(chǎn)生了一條裂縫。

4補(bǔ)充勘察成果

該工程隧道產(chǎn)生突涌水事故之后，得到了建設(shè)各方的重視，組織進(jìn)行專項(xiàng)勘察，得到以下結(jié)果：

(1)該工程隧道主要穿越了三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組第四段白云質(zhì)灰?guī)r以及內(nèi)屑角礫狀灰?guī)r互層。

(2)隧道施工場(chǎng)地內(nèi)存在張扭性斷裂構(gòu)造、張性斷裂構(gòu)造，且各種斷裂構(gòu)造交叉，控制地下水、溝谷溪流方向。

(3)隧道施工區(qū)域中的地表、地下水，都是向著隧道流動(dòng)，對(duì)其儲(chǔ)量進(jìn)行粗略估算：動(dòng)儲(chǔ)量30萬m3，靜儲(chǔ)量70萬m3。隧道病害區(qū)位于地下水徑流通道之上。

(4)利用探地雷達(dá)勘察發(fā)現(xiàn)，ZK97+880～ZK98+130隧道拱頂處存在透水松散層、富水區(qū)，其還向著左車道延伸。ZK97+900～ZK98+1 000隧道拱頂、左側(cè)存在透水松散層。

(5)利用高密度電法勘察發(fā)現(xiàn)，該工程隧道施工周圍存在大量低阻富水區(qū)。

(6)對(duì)探地雷達(dá)、高密度電法所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，該隧道工程4個(gè)縱剖面都存在帶狀低阻富水區(qū)，其為主相互對(duì)應(yīng)，認(rèn)為其在水平方向存在相互連通的排泄通道。

(7)在隧道10～15 m外，存在大量水體；在隧道6 m內(nèi)，水體處在隧道兩側(cè)。

5突涌水、滲漏水的原因

(1)在進(jìn)行本工程隧道施工勘察時(shí)，正處于缺雨干旱時(shí)期，這就使得隧道涌水量的預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確，總體偏低；在隧道施工期間，該地區(qū)降水量較少，這也就導(dǎo)致圍巖為出水或是出水量少，沒有得到施工方的重視。

(2)在距離該隧道右側(cè)100 m的地方，屬于巖溶峰叢寬谷地貌，其具有低洼、易富集地表水的特點(diǎn)，存在小型溶洞、坍塌漏斗。因此，在受到連續(xù)強(qiáng)降雨的影響后，大量的地表水通過地下徑流、水倉(cāng)等方式，在隧道周圍集聚，導(dǎo)致隧道突水。

(3)ZK97+880～ZK98+130隧道拱頂、拱腰圍巖為透水松散層，因此當(dāng)存在富水區(qū)時(shí)，隧道預(yù)留洞室、施工縫等位置出現(xiàn)突涌水。

6突涌水、滲漏水臨時(shí)處理

該隧道出現(xiàn)突涌水事故后，因?yàn)閷?duì)隧道運(yùn)行安全產(chǎn)生了較大影響，因此采取了一些臨時(shí)處理措施，具體如下所示：

(1)攔截地表水，引排二砌背后積水。首先，對(duì)路基右側(cè)邊坡截水溝繼續(xù)擰施工，使得隧道洞頂排洪溝渠與其相接，從而避免山坡處的流水沖刷至洞頂并滲透。對(duì)于滲漏水情況十分嚴(yán)重的區(qū)域，應(yīng)在電纜溝蓋板上70 cm處鉆泄水孔，同時(shí)做好泄水孔內(nèi)流水的引排工作。

(2)首先，將隧道兩側(cè)的排水邊溝清理干凈，確保不存在淤積物，排水通暢。然后，把ZK98+040邊墻及左側(cè)消防栓處的流水引到排水邊溝處；最周，利用高壓水對(duì)路面進(jìn)行沖洗，使隧道正常運(yùn)營(yíng)。

7突涌水、滲漏水治理

(1)在隧道局部突涌水的區(qū)域，將原二砌拆除，排水暗槽不動(dòng)，進(jìn)一步修復(fù)防排水體系。重新進(jìn)行二襯，在新、舊二襯之間需布設(shè)置2道帶注漿管遇水膨脹止水條。排水暗槽的寬、深分別為50 cm、30 cm，在其中間處與巖面垂直進(jìn)行鉆孔，兩側(cè)處與巖面形成45度角進(jìn)行鉆孔，要求孔深、環(huán)向間距分別為5 m、1 m。

(2)在滲漏水情況較為嚴(yán)重的區(qū)域，主要使用的是二砌混凝土、開槽鉆孔、埋管引排的措施。槽的深度、寬度分別為25 cm、15 cm，由槽內(nèi)對(duì)圍巖進(jìn)行鉆孔施工，要求孔徑達(dá)到10 cm，并且鉆透二砌混凝土、初期支護(hù)。在槽中還要做好PVC管的預(yù)埋工作，使用快速水泥基膠泥將槽身填充，在其干燥之后，利用特種聚氨酯、丙烯酸對(duì)表面進(jìn)行涂刷(3～4遍)，從而達(dá)到防水、防開裂的目的，最后涂上防火材料。

(3)在滲漏水區(qū)域，主要是在檢修道上方70 cm的地方鉆泄水孔，要求其孔深、孔徑、泄水孔間距分別為5 m、1 cm、2.5 m(或是5 m)。

(4)針對(duì)二襯裂縫，需使用環(huán)氧樹脂做壓漿封閉；針對(duì)施工縫，需采用注漿止水措施，見圖1。

圖1　注漿止水示意圖

8治理效果分析

2012年12月，該工程隧道突涌水處理工作全部結(jié)束，并開始投入正常運(yùn)營(yíng)。2013年雨季，該隧道并未出現(xiàn)突涌水等事故，未對(duì)周邊居民成為產(chǎn)生不良影響。

9結(jié)語

總而言之，若是隧道范圍主要分布可溶巖，褶皺、斷裂發(fā)育，巖體破碎，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，隧道洞身多處于巖溶水平徑流帶，隧道施工通過斷層、褶皺核部及可溶巖與非可溶巖接觸帶時(shí)，極易發(fā)生涌水、突泥等災(zāi)害。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張煒，李治國(guó)，王全勝.巖溶隧道涌突水原因分析及治理技術(shù)探討[J].隧道建設(shè)，2008，28(3)：257-262.

Causes and treatment measures of tunnel gushing

LI Ze-sheng

(Guizhou Highway Development Co., Ltd.，Guiyang, Guizhou 550000，China)

Abstract:Hydro geological conditions of tunnel engineering is complex, there are different degrees of leakage or gushing water, filling roadway, flooding the equipment, threatening to tunnel construction and operational safety. Therefore, to strengthen the prediction and management of tunnel water gushing disaster, has a very important practical significance for ensuring project quality of the tunnel. Combined with examples, the paper discusses causes and treatment measures of tunnel gushing.

Keywords:tunnel gushing; causes; treatment measures

中圖分類號(hào)：U456.3+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)03-0116-02

作者簡(jiǎn)介：李澤生(1977-)，男，貴州盤縣人，工程師，主要從事公路工程，道路橋梁，隧道施工管理方面的研究。

收稿日期：2015-08-21