隧道涌水的處理原則及應(yīng)對(duì)措施探究

張建君 梁峰

中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 云南 昆明 650200

前言

作為隧道工程建設(shè)中的多發(fā)性問(wèn)題，隧道涌水現(xiàn)象受施工技術(shù)、地質(zhì)勘探以及應(yīng)急預(yù)案等方面的影響，而呈現(xiàn)出更為廣泛且普遍的突發(fā)態(tài)勢(shì)。對(duì)此，應(yīng)對(duì)隧道涌水問(wèn)題做出處理，并依照處理原則，制定出相應(yīng)的處理措施。唯有如此，才能確保隧道工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量與安全，也才能為我國(guó)道路交通建設(shè)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的愈加完善，做出相應(yīng)的促進(jìn)與推動(dòng)。

1 隧道涌水的處治原則

1.1 優(yōu)先考量地質(zhì)情況，做到先探后堵

在進(jìn)行隧道涌水處理前，應(yīng)優(yōu)先掌握好施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造，并依照前期所進(jìn)行的地質(zhì)勘探信息與本地區(qū)的水文地質(zhì)資料，進(jìn)行綜合性的地質(zhì)含水層特點(diǎn)分析。隨后，采用至少兩種以上的探測(cè)技術(shù)，對(duì)該地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的富水位置進(jìn)行多次物理探測(cè)，以此對(duì)該區(qū)域內(nèi)富水位置的構(gòu)成形態(tài)與水資源的分布情況做出細(xì)致的了解與確定。

1.2 以堵為主，可控引排

在實(shí)施隧道涌水處理過(guò)程中，要對(duì)含水層、富水區(qū)域等所涉及的數(shù)據(jù)信息，以及生成因素等做出細(xì)致的羅列及分析，如涌水量的大小、成災(zāi)含水層對(duì)于涌水區(qū)域的靜水作用壓力、圍巖的分布與受力情況等。同時(shí)，采用以堵為主，可控引排的綜合性治理方案來(lái)進(jìn)行隧道涌水的處理。通過(guò)此種處理方式，不僅能夠確保隧道施工的質(zhì)量與安全，更能為地下水資源提供出良好的保護(hù)措施。

1.3 上游布孔，下游注漿

通常情況下，持續(xù)流動(dòng)的地下水源，能夠?qū)ψ{漿液起到較好的抑制擴(kuò)散作用。利用此種方式，便可對(duì)地質(zhì)情況相對(duì)復(fù)雜，且地質(zhì)環(huán)境中具有高水壓、高流量以及能夠得到充沛補(bǔ)給的區(qū)域，進(jìn)行良好的涌水問(wèn)題處理。在實(shí)際施工中，應(yīng)在地下水流的上游位置處，選取埋藏較深的圍巖，并在其中進(jìn)行引排孔的布設(shè)，以此便可促使涌水段區(qū)域內(nèi)的水壓得以降低，水流速度得以減緩，進(jìn)而為下游注漿位置處的漿液擴(kuò)散及封堵，奠定下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，此種方式也能夠確保涌水路徑在受到封堵后，圍巖避免出現(xiàn)異常應(yīng)力相對(duì)集中的情況，對(duì)圍巖的穩(wěn)固性問(wèn)題做出了解決。

1.4 精確監(jiān)控，信息化施工

在采用注漿法進(jìn)行隧道涌水處理時(shí)，應(yīng)對(duì)涌水量、注漿作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的壓力、注漿量的大小以及圍巖異常應(yīng)力的生成情況等，進(jìn)行實(shí)時(shí)的關(guān)注與精確的監(jiān)控。為此，對(duì)隧道涌水段采用注漿法處理時(shí)，應(yīng)同步構(gòu)建起針對(duì)涌水處理的信息化施工平臺(tái)，以此便可對(duì)以上相關(guān)信息做出實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與反饋，便于對(duì)所生成的變化數(shù)據(jù)信息做出調(diào)整[1]。

2 隧道涌水處理的應(yīng)對(duì)措施

2.1 注漿法

注漿法是隧道涌水處理過(guò)程中，應(yīng)用極為廣泛的方法與措施之一。其是通過(guò)將易于固化的漿液，對(duì)巖土地基裂縫或孔隙中進(jìn)行注入，以此改變此位置處的物理力學(xué)性質(zhì)，來(lái)達(dá)到涌水處理的目的。其中，進(jìn)行注漿的目的在于對(duì)區(qū)域縫隙進(jìn)行堵漏、防滲以及加固；而所采用的注漿材料，則通常為粒狀漿材（水泥砂漿）或化學(xué)漿材（硅酸鹽及其他高分子漿材等）。

2.2 井點(diǎn)排水法

隧道涌水處理措施中所應(yīng)用到的井點(diǎn)排水法，即是通過(guò)對(duì)地下富水區(qū)域進(jìn)行集水管的設(shè)置，并由此將地下富水區(qū)域的水資源進(jìn)行強(qiáng)制性吸取，從而在降低地下水位的基礎(chǔ)上，解決由此產(chǎn)生的涌水現(xiàn)象。其具體實(shí)施內(nèi)容為：將多根直徑為5～8cm的集水管以2m的距離間隔，打入地下水位之下，并在集水管下部進(jìn)行孔洞的開(kāi)設(shè)，以此便可通過(guò)強(qiáng)力真空泵，對(duì)地下水進(jìn)行強(qiáng)制性的吸取。此種方法的優(yōu)勢(shì)在于操作較為簡(jiǎn)單，且應(yīng)用成本較低。

2.3 超前鉆孔排水法

超前鉆孔排水法通常應(yīng)用于隧道施工前方含有高壓地下水或補(bǔ)給較為充分的涌水位置處，采用此種方法的優(yōu)勢(shì)則在于：既能夠?qū)⑺淼烙克畣?wèn)題進(jìn)行有效緩解或處理，又能確保施工范圍內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性。同時(shí)，通過(guò)多次應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，采用超前鉆孔排水法的隧道施工項(xiàng)目，并不會(huì)對(duì)隧道周邊的環(huán)境造成不良改變，從而提升了隧道工程項(xiàng)目的施工安全與施工質(zhì)量。

2.4 深井施工法

深井施工法是隧道涌水處理方法及措施中相對(duì)復(fù)雜的方式之一，其在作業(yè)過(guò)程中需要注意以下幾方面內(nèi)容。首先，在地下隧道工程開(kāi)挖前，應(yīng)做好前期的地質(zhì)勘探工作，并依照地質(zhì)勘探所呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)信息等，對(duì)該地質(zhì)范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體含水構(gòu)造，進(jìn)行準(zhǔn)確的定性分析，以此方可對(duì)所采用的超前治理方式及措施進(jìn)行確定。假設(shè)該地質(zhì)范圍內(nèi)存在靜儲(chǔ)量較大，且補(bǔ)給較為充分的含水構(gòu)造，則應(yīng)避免采用直接排水法進(jìn)行涌水處理，以免造成嚴(yán)重的地質(zhì)變化，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。此時(shí)，應(yīng)選取超前注漿治理措施或疏水泄壓方式來(lái)進(jìn)行提前介入。其次，從隧道涌水處理的原則角度分析，出現(xiàn)涌水問(wèn)題的地質(zhì)區(qū)域，均可通過(guò)可操控化的降壓排水方式，對(duì)其進(jìn)行治理。然而，在某些特定情況下采用此種方式，將導(dǎo)致涌水處理的成本過(guò)高，且不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，因此，在進(jìn)行隧道涌水處理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮涌水災(zāi)害的可控性，即應(yīng)以堵為主，堵排結(jié)合的方式來(lái)完成操作。最后，對(duì)于需要采用注漿法進(jìn)行涌水處理的地質(zhì)范圍，通常會(huì)受到注漿材料與施工工藝技術(shù)等方面的限定與制約，從而難以完全解決涌水問(wèn)題，尤其對(duì)于壓力高、流量大的水層區(qū)域，更要優(yōu)先采用引流泄壓、高壓固結(jié)等方式予以完成[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著隧道工程項(xiàng)目的不斷增多，涌水問(wèn)題也成為現(xiàn)階段隧道工程施工中的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題之一。而對(duì)于涌水問(wèn)題的處理，實(shí)際上可歸結(jié)為一類(lèi)動(dòng)態(tài)處理的過(guò)程，因此，應(yīng)對(duì)地質(zhì)情況做出細(xì)致且明確的勘探，且做出精確的分析后，方可由此制定出科學(xué)、合理的隧道涌水處理應(yīng)對(duì)措施，也唯有如此，才能確保隧道工程施工的安全與質(zhì)量。

[1] 章方政.中梁山隧道涌水綜合治理技術(shù)[J].隧道建設(shè),2013,(10):883-889.

[2] 張孝文,雷行.淺析隧道涌水原因及處理措施[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2014,(7):390.