淺談重陽(yáng)山隧道軟弱圍巖涌水突泥處理技術(shù)探析

楊成

摘要：以海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線高速公路A5合同段重陽(yáng)山隧道涌水突泥處理為例，闡述隧道涌水突泥的處理方法。

關(guān)鍵詞：重陽(yáng)山隧道；涌水突泥處理技術(shù)

隨著目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)投資越來越大，公路建設(shè)又是基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，在山嶺和丘陵地區(qū)為翻越山脈的公路建設(shè)中，為縮短行車?yán)锍?，提高線性標(biāo)準(zhǔn)、保障運(yùn)營(yíng)安全并減少對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，盡量避免大挖大填，越來越多采用隧道施工方案。隧道施工也是公路建設(shè)的重點(diǎn)難點(diǎn)，特別是在不良地質(zhì)軟弱圍巖段涌水突泥經(jīng)常發(fā)生，為提高隧道施工的安全性，防止隧道涌水突泥事故，現(xiàn)結(jié)合海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線高速公路A5合同段重陽(yáng)山隧道涌水突泥處理的成功經(jīng)驗(yàn)，淺談隧道涌水突泥處理技術(shù)。

一、工程概況

重陽(yáng)山隧道位于福建省寧德市古田縣泮洋鄉(xiāng)新華村，為分離式隧道，進(jìn)口均位于直線地段，出口位于曲線段，左線平曲線半徑為942米，右線平曲線半徑為925米。隧道左線長(zhǎng)1111米（ZK49+141～ZK50+252），其中Ⅴ級(jí)圍巖長(zhǎng)131米、Ⅳ級(jí)圍巖長(zhǎng)370米、Ⅲ級(jí)圍巖長(zhǎng)260米，Ⅱ級(jí)圍巖長(zhǎng)350，縱坡為0.882%；最大埋深59米；右線長(zhǎng)1162米（YK49+113～YK50+275），其中Ⅴ級(jí)圍巖長(zhǎng)72米、Ⅳ級(jí)圍巖長(zhǎng)420米、Ⅲ級(jí)圍巖長(zhǎng)360米，Ⅱ級(jí)圍巖長(zhǎng)310米，縱坡為0.877%。最大埋深63米；位于閩西南拗陷帶和閩東火山斷陷帶之間，政和-大埔斷裂帶的東側(cè)，區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育不均一。隧道區(qū)屬剝蝕丘陵-低山地貌，整體覆蓋層較薄，隧道出口、洞身處基巖埋深較淺，風(fēng)化層厚度大，隧道進(jìn)口處基巖埋藏較深，風(fēng)化層厚度較厚。分布地層為侏羅紀(jì)南園組（J3n）凝灰熔巖，巖體總體較破碎。

二、ZK50+028～ZK50+029.5段涌水突泥處理

1.施工情況

重陽(yáng)山隧道左線于2016年11月14日14：10施工到樁號(hào)ZK50+028時(shí)掌子面開挖中發(fā)現(xiàn)拱部65°范圍有大量水涌出，涌水中夾雜有大量的泥土和塊石，涌水帶出的量約為130 m3，涌水突泥事故發(fā)生后項(xiàng)目部立即對(duì)掌子面進(jìn)行洞渣反壓回填，同時(shí)報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主單位，1小時(shí)后四方代表到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，并研究決定采用水泥水玻璃雙液帷幕措施處理涌水突泥事故。

經(jīng)處理后，涌水突泥處逐步趨于穩(wěn)定，四方?jīng)Q定于11月28日開始繼續(xù)進(jìn)行洞身開挖，但11月29日21：00當(dāng)施工到樁號(hào)ZK50+029.5時(shí)拱部再次發(fā)生涌水突泥事故，涌水帶出的量約為310m3，并受涌水突泥的作用下掌子面出現(xiàn)坍塌，ZK50+020～ZK50+029.5段已支護(hù)完成段落拱頂出現(xiàn)下沉并出現(xiàn)開裂，11月30日上午四方代表對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，因天氣預(yù)報(bào)未來三天有強(qiáng)降雨，遂決定對(duì)掌子面進(jìn)行封堵同時(shí)進(jìn)行引排，以保證塌體部分比較干燥，并進(jìn)行洞渣反壓回填；

該段原設(shè)計(jì)為IV級(jí)圍巖，初期支護(hù)類型Z4型支護(hù)，參數(shù)為拱部120°范圍設(shè)準(zhǔn)φ22mm水泥砂漿錨桿間距100X120cm （縱X環(huán)）；c25噴射混凝土厚度18cm；準(zhǔn)6.5鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距20X20cm；格柵拱架間距100cm；c30混凝土襯砌，厚度35cm.

2.原因分析

重陽(yáng)山隧道左線ZK50+020～ZK50+029.5段圍巖松散破碎，主要是強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖，裂隙發(fā)育，裂隙間夾雜土泥填充，處于破碎斷裂帶上，裂隙水豐富，圍巖在裂隙水的長(zhǎng)期浸泡作用下而導(dǎo)致逐漸崩解至泥化，同時(shí)左線右線探測(cè)報(bào)告顯示在隧道拱部上方有一明顯破碎斷裂帶，該破碎斷裂帶與隧道左右線斜交，其走向與隧道開挖方向夾角30°在圍巖開挖后大量裂隙水涌出帶動(dòng)大量松散泥石涌出，從而形成涌水突泥是造成此次坍塌的原因。

3.處理方案

根據(jù)涌水突泥規(guī)模并結(jié)合地址報(bào)告及原因分析，采取的處理方案如下：

（1）從洞外拉洞渣至洞內(nèi)塌方體處進(jìn)行反壓回填，反壓回填高度3.5m，形成一個(gè)操作平臺(tái)，并在下方設(shè)置4根準(zhǔn)150鋼管對(duì)地下水進(jìn)行引排，以保證操作平臺(tái)比較干燥；

（2）縱向施作準(zhǔn)108X6mm鋼管并注漿，鋼管環(huán)向間距0.5m，仰角40°，鋼管長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定（8.5m）采用機(jī)械送管，其中一根鋼管不鉆孔以保證剛度，另一根鋼管按梅花形鉆孔，鉆孔間距25cm作注漿管；根據(jù)實(shí)際情況注漿采用水泥水玻璃雙液漿，注漿壓力初壓在0.5-1.0Mpa，終壓在1.5-2.0Mpa，實(shí)際注漿量為130m3，同時(shí)在原有的初支下方增加兩榀護(hù)拱以支撐及固定鋼管；

（3）把原采用上下臺(tái)階法洞身開挖改為預(yù)留核心土分部開挖法施工；將原設(shè)計(jì)Z4型支護(hù)調(diào)整為Z5-1型支護(hù)，具體為原格柵拱架調(diào)整為I20鋼支撐間距50cm；原拱部120°范準(zhǔn)φ22mm水泥砂漿錨桿間距100X120cm（縱X環(huán)）調(diào)整為全斷面準(zhǔn)φ25mm中空注漿錨桿間距100X100cm（縱X環(huán)）；原準(zhǔn)6.5鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距20X20cm調(diào)整為準(zhǔn)6.5鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距15X15cm；原c25噴射混泥土厚度18cm調(diào)整為c25噴射混凝土厚度28cm；原c30混凝土襯砌厚度35cm調(diào)整為c30鋼筋混凝土襯砌厚度45cm，鋼筋為準(zhǔn)20間距25X25cm（縱*環(huán)）；同時(shí)并增加超前注漿小導(dǎo)管具體為準(zhǔn)50鋼管4.0米長(zhǎng)，仰角15°，環(huán)向間距50cm，搭接不少于1米并注漿；

（4）為預(yù)防掌子面坍塌對(duì)已支護(hù)段落造成影響，產(chǎn)生大面積坍塌，對(duì)ZK50+020～ZK50+028段支護(hù)完成段落增加10榀I18型鋼支撐作為臨時(shí)護(hù)拱，以確保初支安全，在以后初支穩(wěn)定后再對(duì)已下沉浸線的鋼格柵進(jìn)行替換；

4.處理結(jié)果

本次涌水突泥的處理，取得了較好的效果，于2017年3月15日基本完成并已穩(wěn)定，掌子面繼續(xù)掘進(jìn)，目前ZK50+ 020～ZK50+028段已施工完成二襯，未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，監(jiān)控量測(cè)結(jié)果顯示初期支護(hù)整體初始變形稍大，拱頂累計(jì)變形下沉量為4cm，鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)累計(jì)變化值為-49.53Mpa，后期變形逐漸穩(wěn)定，吸取本次事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，要求在后續(xù)隧道施工中，在掌子面打兩個(gè)超前探孔，及時(shí)探測(cè)前方地質(zhì)情況，堅(jiān)持動(dòng)態(tài)施工動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的塌方處理原則，穩(wěn)步向前推進(jìn)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)重陽(yáng)山隧道右線施工時(shí)該破碎斷裂帶的影響觀測(cè)和預(yù)報(bào)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)上報(bào)并采取措施，保證施工質(zhì)量、安全，預(yù)防出現(xiàn)類似問題。

我發(fā)現(xiàn)在富水不良地質(zhì)隧道施工中，發(fā)生涌水突泥事故后極易造成重大安全事故，嚴(yán)重危及隧道施工安全質(zhì)量。因此應(yīng)加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，制定完善的應(yīng)急措施，建立施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主四方緊密聯(lián)系的工作機(jī)制非常重要，提高對(duì)事件的應(yīng)急響應(yīng)能力，同時(shí)施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的開挖方式進(jìn)行施工，遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、管超前，勤量測(cè)、緊封閉”的施工原則，穩(wěn)扎穩(wěn)打施工，已保證隧道施工的安全質(zhì)量。以上是我在多年施工中對(duì)軟弱圍巖涌水突泥處理技術(shù)的一點(diǎn)心得體會(huì)，能為大家借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTJ042-94公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（S）endprint