隧道施工中滲水及突涌水防治研究

權勝

摘 要 本文主要對隧道施工過程中滲水、突涌水防治方法進行了探究。具體結(jié)合某鐵路隧道客觀施工情況，針對隧道內(nèi)的集中涌水、線狀滲水、層間承壓滲水、涌水量大、水頭壓力高、補給豐富等問題，理論聯(lián)系實踐，依據(jù)不同類型的問題，闡明處理方法，可供類似工程參考。

關鍵詞 隧道施工；滲水；突發(fā)涌水；措施

在隧道施工過程，常常會引起圍巖的形態(tài)及性能產(chǎn)生較大的變化，地下水會影響圍巖的形態(tài)變化而降低其完整性以及強度，對隧道產(chǎn)生滲水影響及在高壓水下突發(fā)涌流。在某隧道施工中，恰時采用有效措施處理滲涌水是施工非常重要的環(huán)節(jié)，本文就此情況的處理方案進行了闡釋。

1 工程概況

某隧道位于陜南秦巴山區(qū)，地貌上屬大巴山西脈米倉山低山峽谷區(qū)，地形起伏較大，山勢高陡。隧道最大埋深約327m，最淺埋深位于DyK58+330-“V”形沖溝處，埋深約13.6m。

隧道起訖里程為DyK57+784～DyK60+358，全長2574m，為單線隧道，隧道內(nèi)為3‰、8‰的單面上坡，出口段反坡施工，進口段為順坡排水[1]。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域資料結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，隧道洞身無大的斷裂構(gòu)造通過，僅隧道出口處接近F1大斷層邊界，地質(zhì)構(gòu)造對隧道工程不構(gòu)成大的直接影響。

根據(jù)氣象資料：年平均降水量1103.6mm，年最大降水量2022.9mm，年最小降水量623.4mm。

DyK57+784～DyK58+800長1016m，中等富水段，該段隧道淺埋，地層為砂巖夾片巖及片巖，Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，地下水主要為基巖裂隙水，基巖裂隙水主要接受大氣降水及地表水補給，富水性中等。DyK58+800～DyK60+358長1558m，中等富水段，洞身穿越灰?guī)r地層，巖體較完整，Ⅲ級圍巖為主，但局部裂隙、溶蝕發(fā)育[2]。

3 隧道施工滲涌水情況

進口（DyK57+784）2015年7月開始施工，目前掌子面里程為DyK58+669，已施工885m，該段為變質(zhì)砂巖夾片巖及片巖，僅在2016年7月18日至2016年8月20日，施工段落DyK58+275～DyK58+355（長80m）有股狀水出水，掌子面水量為800～8000 m3/d，對應隧道口最大涌水量為25000m3/d。

出口段根據(jù)時間段涌水量大小可分為：

2015年6月--2015年12月400～8000 m3/d

2016年1月—2016年10月8000～37000 m3/d

2016年11—2017年5月30000～47000m3/d

4 隧道施工中采取的堵排水措施

（1）隧道出口DyK60+358～ DyK59+298段，涌水量400～30000m3/d，施工過程中掌子面及已開挖段拱墻局部滲水，以散狀水為主，在滲水量較大段落，出現(xiàn)小股狀涌水，采取了徑向注漿堵水。抽排水方式：移動潛水泵+離心泵站抽排水。采取以下措施：

①對拱腰股狀涌水點集中封堵，減少股狀涌水排放；

②對部分段進行徑向注漿處理，注漿采用水泥水玻璃雙液漿，孔口環(huán)向間距180cm，縱向間距260cm，孔深300cm，孔徑52mm?？卓诠懿捎忙?0mm熱軋無縫鋼管，壁厚3.5mm，長度1m；

對已開挖段邊墻或拱部單孔涌水量：>40m3/h，對施工進度、運營排水有較大影響地段，采用頂水注漿，主要參數(shù)如下：

a.本措施一次加固范圍長10m。

b.注漿孔布置：出水點周邊2m范圍，4～6個鉆孔。

c.分段前進式注漿，每段前進5m。

d.注漿參數(shù)如下：

水玻璃濃度：35Be；

水泥漿與水玻璃體積比為1：1～1：0.6；

注漿終壓：不小于3MPa并通過試驗確定；

擴散半徑：2.5m；

鉆孔深度：10m；

鉆孔直徑：Φ50mm，現(xiàn)場可調(diào)整；

e.注漿結(jié)束標準：集中出水點單孔涌水量<10m3/h。

③對本段環(huán)向盲管進行加密，間距按3m設置。

（2）DyK59+220附近突發(fā)股狀水情況

2017年3月15日，隧道出口開挖至DyK59+220時，隧道掌子面拱頂突發(fā)股狀水導致水量突然增大，隧道積水淹沒800余米，抽水設備無法及時抽排，導致無法進入掌子面。至2017年4月28日，通過增加抽水設備及管道抽排到掌子面，揭示掌子面DyK59+220上臺階共8處集中出水點，其中拱頂附近前后分列三股股狀涌水，出水點直徑分別為30cm、25cm、10cm左右；掌子面開挖面共5處股狀涌水，其中左拱腰一處股狀涌水，出水點直徑約18cm，掌子面中心三處集中股狀涌水，出水點直徑分別為8cm、10cm、8cm，右拱腰一處股狀涌水，出水點直徑約10cm。已開挖段DyK59+220～+298段拱墻段落呈“淋雨狀”散狀水分布。主要要求采取以下措施：

①增設既有泵站抽水設施，加強臨時排水，防止后續(xù)再次發(fā)生淹井現(xiàn)象。

②根據(jù)涌水量情況進行抽排水設計，在DyK59+260二襯未施工處增設泵站一處，采用離心泵進行抽排，掌子面附近設置移動潛水泵[3]。

③DyK59+220處掌子面帷幕注漿堵水

針對掌子面上部股狀水涌水特點，考慮到出水點水量大，水流持續(xù)時間長，巖溶裂隙比較發(fā)育、通道發(fā)達，現(xiàn)場會勘確定在掌子面DyK59+220處施作一段帷幕注漿，長度27m。施工中采用C20混凝土做為止?jié){墻，厚度3m，止?jié){墻應嵌入基巖1m，并用錨桿錨固，止?jié){墻施作前應將股狀水從邊墻墻腳引出后施作，待止?jié){墻達到強度后進行集中封堵。帷幕注漿加固范圍按開挖輪廓線外4米，注漿采用分段前進式注漿，每段前進5m，注漿終壓建議3Mpa，現(xiàn)場施工中通過試驗最終確定，注漿采用雙液漿，注漿完成后進行超前水平鉆探確定是否達到注漿止水指標。

④DyK59+220～+298段初支完成段拱墻徑向注漿

對DyK59+220～+298段拱墻大面積“淋雨狀”的涌水段落，為了減小排水壓力、改善施工環(huán)境、減少運營排水量，對出水段落采用徑向注漿。徑向注漿采取拱墻Φ25mm 孔口管徑向注漿堵水，考慮水泥-水玻璃雙液漿可能存在失效、堵水效果差、施工困難等不利因素，本次采用馬麗散化學漿進行徑向注漿堵水。在洞身拱墻周邊按要求間距進行鉆孔，按梅花形布置，注漿終壓建議3MPa并通過試驗確定。

5 結(jié)束語

隧道施工涌水影響社會穩(wěn)定和生態(tài)環(huán)境保護問題，必須高度重視，制定措施，確定方案，妥善處理。遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，努力探索隧道施工致滲水及突發(fā)涌水的原因，采取切實可靠的設計、施工措施，保證安全施工，防止發(fā)生突水安全事故，減少隧道施工對地表生態(tài)影響，此乃重中之重。

參考文獻

[1] 李彥濱.水利工程隧道施工排水處理淺析[J]. 黑龍江水利科技，2017，45（03）：126-128.

[2] 袁真秀，李彥軍. 內(nèi)昆線新寨隧道涌水災害分析及處理[J]. 西部探礦工程，2004，16（1）：99-100.

[3] 吳明玉，寧殿晶，謝軼瓊. 隧道涌水的原因分析及治理措施[J]. 山西建筑，2010，36（12）：318-319.