淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)及圍巖穩(wěn)定性探索

何泉

（中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401123）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展，隧道設(shè)計和建設(shè)技術(shù)的不斷完善，水下隧道建設(shè)逐漸被付諸到實際工程建設(shè)中。隧道建設(shè)中，圍巖穩(wěn)定性是確保隧道安全施工的關(guān)鍵所在，施工方法不同，圍巖的穩(wěn)定性也存在差異。在隧道建設(shè)中，涉及經(jīng)濟、社會、環(huán)保等相關(guān)技術(shù)，要確保工程質(zhì)量，需要了解隧道圍巖的地質(zhì)水文特點，確定科學的施工方法，并做好隧道的防排水工程，保證工程安全可靠。

2 淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)的要求

2.1 必須融入環(huán)保理念

淺層穿越水庫隧道工程施工，是整體工程建設(shè)的重點和難點所在，因此需要對其加以持續(xù)關(guān)注，工程施工中需要保護好內(nèi)外部環(huán)境。水庫隧道施工環(huán)境相對比較小，施工中為了確保工程按期完成，需要在施工環(huán)境中同時進行不同工種施工，這種施工操作模式下，難免會產(chǎn)生各種污染【1】，同時施工中會產(chǎn)生污水和噪聲等，嚴重影響周圍人們的生活環(huán)境。要滿足當前綠色施工理念的需求，促進隧道工程建設(shè)的健康發(fā)展，對淺層穿越水庫隧道施工對環(huán)境保護、綠色施工和可持續(xù)施工有了更高的要求。

2.2 必須做好圍巖的維護工作

水庫隧道施工中，需要穿過巖石，施工中會破壞圍巖本身的支護能力，尤其是在使用機械設(shè)備，或是爆破技術(shù)等應用中，需要將施工對巖體的損壞程度降到最低，以免圍巖失穩(wěn)最終引發(fā)坍塌事故。

2.3 工程要做到外美內(nèi)實

水庫隧道圬土工程施工中包括噴混凝土、漿砌、干砌等工程。做到內(nèi)實主要是確?；炷撩軐?，混凝土與圍巖結(jié)合密實，回填石料密實等，確保施工的質(zhì)量。做到外美主要是混凝土表面要美觀，滿足工程審美性的要求【2】。

2.4 隧道施工是動態(tài)施工

淺層穿越水庫施工中，需要穿過水庫和土體，因不同巖體受到不同的力學作用，會引起所在區(qū)域地質(zhì)條件的變化，要能適應這種變化，施工中需要采取不同的技術(shù)和施工工藝，重視做好圍巖測量和施工技術(shù)，這個過程也體現(xiàn)了施工的動態(tài)性。

3 淺層穿越水庫隧道施工方法分析

3.1 防涌水處理技術(shù)

施工中為防止涌水危害，確保工程順利進行，在施工前需要了解水情，制定切實可行的技術(shù)措施。涌水的處理中，在排水層、滯水層進行鉆孔排水工作，排放開挖施工中的滯水，或采用導洞排水方法，在隧道開挖之前預先開挖1 條導洞，排放地下水，這種施工方法常與地質(zhì)探洞結(jié)合運用。如果隧道開挖位于地下水位以下時，可采用深井降水、井點降水等方式，結(jié)合工程實際，采用壓注法或凍結(jié)法進行止水。在涌水處理的基礎(chǔ)上，運用可以維持圍巖穩(wěn)定的開挖法進行施工作業(yè)。

3.2 防滲漏處理技術(shù)

隧道滲漏水直接威脅到隧道的結(jié)構(gòu)安全，影響地鐵隧道的安全。在治理中要具體問題具體分析。針對大面積的滲漏水問題，可以先使用速凝劑，再采用防水砂漿抹面，做好防水涂層的加強；對于滲漏較大的縫隙，先采取堵水操作，等滲水量相對較小時，再進行嵌縫操作，也可以采用襯砌內(nèi)注漿，在其表面進行防水涂層的加強處理。此外，針對穩(wěn)定性較差或是變形的裂縫部位，先要做好穩(wěn)定工作，在此基礎(chǔ)上進行加強防水涂層的處理。還有一些自流排水工程，需要做好防排水工作【3】。

防滲漏處理技術(shù)實踐中，滲漏點相對難以查找，可以先擦干邊墻或拱頂，判斷其是滲漏問題還是因溫差變化引起的結(jié)露，在確定滲漏水情況后，要立即隔離水源，并制定防治方案。防水層的層數(shù)確定，需要根據(jù)工程需要，分析不同堵漏材料的性能，采取合理的措施加以處理。

3.3 防止坍塌技術(shù)處理

淺層穿越水庫隧道施工中，因圍巖條件的變化和不穩(wěn)定特點，會造成水庫隧道坍塌事故等問題，要減少和避免此類事故的發(fā)生，需要對圍巖的形狀進行定期測量和檢查，盡量縮短圍巖暴露的事件，并提升開挖的速度。一旦出現(xiàn)坍塌問題，必須第一時間對其進行處理。一般對于較小的坍塌問題，施工人員噴錨坍塌范圍，清除坍渣，開挖中噴射混凝土并假設(shè)臨時支撐。而對于較大的坍塌，會同時出現(xiàn)滲漏水問題，則需要先進行排水處理工作，然后采用注漿的方式，對坍塌部位進行加固【4】。

4 淺層穿越水庫隧道圍巖穩(wěn)定性分析

4.1 水庫隧道穩(wěn)定性影響因素分析

水庫底面和隧道頂面的距離也就是覆蓋層的厚度，對水庫隧道有重要影響。一般來講，山嶺隧道大部分不會存在上覆水體，水庫隧道存在穩(wěn)定的上覆水體，其水源主要來源于大氣降水，會影響到勘察的難度，造成荷載量加重，還會腐蝕材料，加重滲漏水等問題的出現(xiàn)，帶來圍巖失穩(wěn)問題。

此外，山嶺隧道多采用單向坡排水，或是人字坡排水方式，水庫隧道則多采用的是倒人字坡，如果出現(xiàn)坍塌、水災等問題，會導致嚴重的后果。隧道中的滲涌水難以自動流出，需要采用人工排水的方式，一定程度上增加了施工的難度，也增加了施工的成本。水庫隧道中，隧道在水下的位置會影響到隧道工程施工質(zhì)量，因此，必須選擇合理的深度位置。

對水庫隧道圍巖穩(wěn)定性的分析，還要考慮爆破、地震、注漿加固施工等相關(guān)因素，綜合分析國內(nèi)外隧道建設(shè)經(jīng)驗，了解工程中的優(yōu)點和不足，做好水庫隧道圍巖穩(wěn)定性的評價【5】。

4.2 圍巖穩(wěn)定性評價方法

圍巖穩(wěn)定性主要是在隧道施工及后期使用中，不影響其安全施工和正常使用，避免發(fā)生較大變形等。對其評價方法主要包括巖石力學理論法、監(jiān)控測量和工程類比等方法。

4.2.1 巖石力學理論方法

隧道開挖后，對圍巖位移及周圍應力場分布進行分析，在此基礎(chǔ)上對其穩(wěn)定性加以分析評價。巖石力學理論分析主要是檢測巖石和支護結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，建立數(shù)字模型分析圍巖和支護的作用關(guān)系，并考慮實際比較復雜的工況因素，應用中與實際存在一定的差距，可將其作為參考。

4.2.2 物理實驗法

主要是進行模擬實驗，對圍巖穩(wěn)定性及應力分布情況加以分析，在工程實踐中應用較為廣泛。

4.2.3 檢測量控方法

根據(jù)施工設(shè)計要求，了解工程現(xiàn)狀，采取現(xiàn)場測量方式，對測量數(shù)據(jù)加以分析，采用現(xiàn)場量控的方式，這種方式符合信息化發(fā)展要求【6】。

4.3.4 工程地質(zhì)判斷法

結(jié)合工程地質(zhì)相關(guān)理論，對穩(wěn)定性及變形機制等加以闡述，評價圍巖的穩(wěn)定性，對其穩(wěn)定性加以分級，確定不同級別的標準。

5 結(jié)語

綜上所述，淺層穿越水庫隧道工程建設(shè)中，隧道附近有大量的圍巖，圍巖條件的變化存在復雜性，如果施工中影響到圍巖的穩(wěn)定性，會引發(fā)事故，影響到工程安全。重視加強對淺層穿越水庫隧道關(guān)鍵技術(shù)的分析，并重視分析影響圍巖穩(wěn)定性的因素和評價方法，為后期隧道施工提供有效信息。