淺談隧道排水施工技術(shù)控制要點(diǎn)

馬香亮

中鐵二十二局集團(tuán)第四工程有限公司 河北 高碑店 074000

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)于帶動(dòng)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有非常重要的推動(dòng)作用，同時(shí)也是強(qiáng)化內(nèi)地經(jīng)濟(jì)，保證經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)的重要基礎(chǔ)。我國(guó)隧道主要是集中在東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，而在中西部地區(qū)，由于山區(qū)丘陵地形眾多，施工難度大。過(guò)去受限于投資規(guī)模和技術(shù)，很少在此地區(qū)發(fā)展大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是隧道基礎(chǔ)設(shè)施，這導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐慕煌ńㄔO(shè)落后于東部地區(qū)，無(wú)法形成很好的地區(qū)間交通聯(lián)系。對(duì)于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步都造成了一定的限制，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)的不斷成熟，覆蓋全國(guó)的公路網(wǎng)也已基本完成。我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)規(guī)劃分布仍然存在東西部差異較大的情況，隧道是公路工程的重要連接樞紐，一般為控制性工程。在富水地區(qū)如何對(duì)隧道的地下水進(jìn)行有效處置，是相關(guān)從業(yè)人員面臨的難題。

1.案例分析

為了讓更多讀者能夠直觀認(rèn)識(shí)在隧道排水施工中會(huì)遇到的問(wèn)題，本文結(jié)合作者實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行介紹和分析。作者曾參與建設(shè)了六沾復(fù)線項(xiàng)目的建設(shè)，在施工過(guò)程中，由于施工區(qū)域地下水位較高，經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。六沾復(fù)線隧道施工地址是典型的喀斯特地貌，存在較多的溶洞，洞內(nèi)出水量大，在施工過(guò)程中曾因掌子面出現(xiàn)涌水停工排水的現(xiàn)象。襯砌完成后混凝土表面仍存在較多的出水點(diǎn)。在施工過(guò)程中采用以下辦法：隧道開挖完后要對(duì)出現(xiàn)的出水點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，積水安設(shè)排水管，然后進(jìn)行噴錨支護(hù)，使水不至于將噴錨面侵濕，影響整體受力，在施工襯砌前要對(duì)噴錨面整體出水點(diǎn)進(jìn)行安裝二次排水管，排水管的安裝一定要準(zhǔn)確并保證無(wú)破損。將拱頂及兩側(cè)的引水管引向隧道兩側(cè)排入排水溝，襯砌每一板連接處都要安設(shè)排水管、環(huán)向止水帶位置必須安設(shè)正確、無(wú)破損。使隧道內(nèi)巖石裂隙中的水都可以由排水管由兩側(cè)排出。

2.地下水對(duì)于隧道施工所造成的影響

地下水位根據(jù)所處環(huán)境的不同，具體的水位高度也有所區(qū)別，一般將地下水分為巖溶水、孔隙水和巖石縫隙水三大類。巖溶縫隙水主要是分布在巖體中的碎石縫隙或斷層破碎帶中。其水量是依照當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件所決定的，各地區(qū)之間甚至是相鄰地區(qū)之間，其含水量也具有很大的差異，必須要在施工建設(shè)前進(jìn)行全面的摸排，才能夠?qū)υ摰貐^(qū)的巖溶縫隙水量進(jìn)行確定。巖溶水在我國(guó)貴州云南等省份有廣泛的分布，巖溶水是指在巖溶地區(qū)地下水與巖溶同時(shí)存在，由于長(zhǎng)時(shí)間共處，同一環(huán)境水對(duì)巖石會(huì)持續(xù)進(jìn)行，溶解，鹽融水的流向和所處位置很難確定是整個(gè)隧道施工中最危險(xiǎn)的水害。由于其位置難以預(yù)測(cè)，因此在施工過(guò)程中很有可能是偶然遇到相關(guān)的存在，對(duì)于已制定好的施工方案和施工進(jìn)度造成出乎意料的影響?？紫端侵阜植荚谲浫鯂鷰r或土層之間的水分，巖溶水具有較強(qiáng)的滲透性，但相對(duì)穩(wěn)定，是各類施工建設(shè)中都比較常見的地下水成分。

地下水的存在會(huì)導(dǎo)致隧道環(huán)境內(nèi)的巖溶物理化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生不同程度的改變，并且對(duì)維延的承載力會(huì)造成降低，在進(jìn)行隧道開挖的過(guò)程中，由于隧道開挖會(huì)造成土體變化，對(duì)原地層本身形成的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行破壞，對(duì)巖溶會(huì)造成一定的擾動(dòng)，產(chǎn)生二次應(yīng)力，在施工過(guò)程中，巖溶水中含有大量的氯離子和硫酸根離子等具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)于所處環(huán)境內(nèi)的維鹽會(huì)持續(xù)進(jìn)行溶解，在施工過(guò)程中地下水還會(huì)對(duì)掩體造成潤(rùn)滑，造成巖體之間的摩擦力降低，容易在圍巖被擾動(dòng)之后出現(xiàn)各類塌方。 在施工掘進(jìn)的過(guò)程中，如果出現(xiàn)突水管用的情況，會(huì)對(duì)施工工期和施工進(jìn)度造成嚴(yán)重的影響，而且如果出水區(qū)域?yàn)椴牧虾蜋C(jī)械的存儲(chǔ)地區(qū)，還會(huì)對(duì)這部分安全和質(zhì)量造成影響。

3.排水系統(tǒng)施工研究

對(duì)于施工中的地下水治理，要遵循防、排、堵、截相結(jié)合，因地制宜，根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，選擇多種方案，共同應(yīng)對(duì)，以提高對(duì)地下水治理的有效程度。單一的治理方案只能應(yīng)對(duì)及特殊，也即片面的地下水情況，在隧道施工過(guò)程中，地下水害往往是呈現(xiàn)集群式多樣化的情況，單單依靠某一種治理方案，很難對(duì)地下水害進(jìn)行有效的干預(yù)。在隧道水害治理過(guò)程中，防是一種最常見最頻繁，也是施工成本最低，施工作用面最廣泛的治理類型。它利用支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)地下水進(jìn)行引導(dǎo)，防止地下水進(jìn)入隧道施工區(qū)域，避免了地下水對(duì)于施工作業(yè)的影響。

3.1 注漿堵水施工技術(shù)

注漿堵水是隧道施工過(guò)程中面對(duì)地下水害，一種最常見也是必備的治理方案。當(dāng)施工過(guò)程中突然遇到涌水事故時(shí)，要及時(shí)采用混凝土注漿的方式對(duì)涌水口進(jìn)行封堵。

一、注漿目的隧道洞身處在地下水發(fā)育地段，大量排放可能影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，采用“以堵為主、限量排放”的防排水原則。注漿主要目的是加固圍巖，保證隧道洞室穩(wěn)定,確保施工及運(yùn)營(yíng)安全,實(shí)現(xiàn)控制排放,減少水資源流失。排水量控制標(biāo)準(zhǔn)按注漿后每延迷洞壁滲漏量控制，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與設(shè)計(jì)值相比較。

二、注漿分類根據(jù)工程地質(zhì)條件,巖體完整性，巖溶發(fā)育情況，涌突水位置、水量、水壓及巖體的綜合滲透系數(shù)等選用以下注漿方法中的一種或幾種的組合方法:注漿的主要作用:1、降低圍巖的滲透性，提高其抗?jié)B能力，減少地下水的滲流量;2、疏導(dǎo)（局部為堵水）水流，改善工程施工，運(yùn)營(yíng)條件;3、改善隧道圍巖的力學(xué)性能，提高其整體性;4、充填隧道周邊圍巖的溶洞、溶槽、裂隙，防止塌陷，改善其物理力學(xué)條件。

3.2 隧道二次襯砌滲漏處理

3.2.1 效果介紹

為保證施工安全，在隧道背后進(jìn)行充填注漿，保證充填材料分布均勻減少，由于混凝土材料分布不均勻，造成澆筑不飽和，在澆筑空間內(nèi)產(chǎn)生間隙和剩余空間，使得初期支護(hù)和二次襯砌密貼共同受力。另一方面通過(guò)填塞物質(zhì)使得混凝土材料分布均勻，受力均勻，在一定程度上也可以減少混凝土結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)開裂產(chǎn)生縫隙的情況，起到一定的防水作用，防止地下水位升高對(duì)隧道施工區(qū)域造成影響。

3.2.2 注意事項(xiàng)

（1）工作平臺(tái)搭設(shè)

移動(dòng)式操作平臺(tái)的輪子和平臺(tái)結(jié)合部要確保焊接牢靠，不能在行動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)搖晃和松動(dòng)的情況，兩根4輪中間立柱底端部分與地面之間保持一定距離，確保操作平臺(tái)在推移過(guò)程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行。立柱底端和地面距離高度不得超過(guò)75毫米，以便于在進(jìn)行平臺(tái)使用過(guò)程中能夠有效對(duì)立柱底部進(jìn)行電池固定，確保其穩(wěn)定安全。

（2）鉆孔、安裝注漿管

嚴(yán)重向注漿管方向載具堵塞的注漿口50mm處進(jìn)行鉆孔安裝，帶絲扣的直徑為20mm的鍍鋅鋼管鉆孔時(shí)工作人員要特別注意，不能破壞原有的防水板，在進(jìn)行鍍鋅鋼管安裝過(guò)程中，鋼管表面包裹棉花，并使用混凝土膠對(duì)其進(jìn)行密封，當(dāng)膠水凝固之后才能夠進(jìn)行澆注過(guò)程。

（3）管口試接

注漿過(guò)程使用塑料管口連接在注漿過(guò)程開始之前，工作人員首先要對(duì)每一個(gè)預(yù)留注漿管進(jìn)行檢查和試接，確保半制的漿液能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用完畢，確保注漿過(guò)程能夠連續(xù)進(jìn)行。

（4）漿液配置

注漿過(guò)程選用的是1:1的純水泥漿水泥，選用硅酸鹽水泥要求將夜必須能夠連續(xù)半，只在辦事過(guò)程中施工作業(yè)人員要嚴(yán)格控制水泥用量，確保粘稠度。

（5）二次補(bǔ)壓

第1次注漿完成之后要間隔兩小時(shí)，將每一個(gè)注漿口按0.1MPa的壓力進(jìn)行注漿注漿時(shí)間為10min，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)中壓或注漿量超過(guò)設(shè)計(jì)量時(shí)可結(jié)束注漿。

4.注漿方案選擇

注漿方案應(yīng)根據(jù)隧道工程、水文地質(zhì)情況初步選定，施工中根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果調(diào)整完善，合理選擇注漿方案:

1、對(duì)可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶及向斜核部、物探異常區(qū)等，預(yù)測(cè)儲(chǔ)水量大、水壓高、直接揭示極可能產(chǎn)生嚴(yán)重突水突泥地段采用超前預(yù)注漿方案,預(yù)注漿加固圈固結(jié)范圍:正洞為開挖輪廓線外3～8m;.平導(dǎo)為開挖輪廓線外2～5m。

2、對(duì)巖體完整，其結(jié)構(gòu)性能可保證開挖安全，但大面積渦水量大于控制排水量，且預(yù)測(cè)地下水壓力較少時(shí)，實(shí)施開挖后全斷面。

3、巖體完整，其結(jié)構(gòu)性能可保證開挖安全，但局部出水且流量大于控制排水靈時(shí)，僅對(duì)出水處實(shí)施局部注漿。

4、注漿后流量仍大于控制排水量，注漿固結(jié)圈綜合滲透系數(shù)大于設(shè)計(jì)控制值或仍有局部出水點(diǎn)時(shí)，實(shí)施補(bǔ)注漿。

結(jié)束語(yǔ)

隧道施工是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是受到施工環(huán)境影響最明顯，施工難度最大，最容易產(chǎn)生各類施工質(zhì)量事故的類型之一，面對(duì)隧道工程建設(shè)，一定要因地制宜的選擇合適的施工方案和施工材料，及時(shí)考慮到施工過(guò)程中地下水對(duì)于施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的影響。