淺談隧道突水的整治

摘 要:介紹鐵峰山二號隧道遭遇罕見“突水”災害后，采用單、雙液注漿得以快速通過突水段的施工工藝。

關鍵詞:隧道突水單、雙液注漿

中圖分類號:U457文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(c)-0069-01

1 涌水及坍塌概況

鐵峰山2#隧道是重慶萬州至開縣高速公路關鍵性控制工程，隧道為單向行駛四車道雙洞特長隧道，全長6000多米。右線我G3合同段自K25+105～K28+084.8，全長2979.8m，于2004年1月1日正式開工。當隧道開挖至K26+187位置時隧道圍巖地質變差，掌子面開始出現涌水，2004年9月24日晚開挖初支至K26+170，掌子面開始出現大涌水和坍塌現象，掌子面中部向前跨塌17m之多，涌水量5萬m3/d，施工被迫停止。通過帶水清理坍塌掌子面至里程K26+150，于10月23日，掌子面涌水又把前方圍巖沖坍成16～17m長的導洞狀坍塌體，現坍塌范圍在隧道中部，拱頂以上8m，寬有6m左右，長17m，掌子面線路方向右側坍塌處有一集中出水洞，左側也有股狀滲水，右線掌子面涌水量達3.7萬m3/d。

涌水是從下往上翻涌，可判斷水源主要來自暗河，通過層間滑動的斷層相聯通，地下有較復雜的巖溶通道。我們經過反復研究篩選，制定了單、雙液注漿的施工方案。現將我們的作法及體會作一介紹，希望能給同行提供借鑒。

2 治水原則及措施

在統籌考慮隧道排水對生態環境影響、隧道工程經濟投入和目前隧道修建技術水平的基礎上，結合本隧道設計和現狀，提出“大堵小排、堵排結合，以堵為主，限量排放，保護環境”的治水原則。

通過注漿施工，對涌水段(或點)進行注漿堵水，達到限量排放的目標。同時，通過對涌水段混凝土襯砌結構背后增設排水系統，達到排水泄壓的作用，確保混凝土襯砌結構的安全。通過對富水段與前后其他段落實施分區防水等措施，以滿足隧道運營防水標準的要求。

3 注漿治水總體方案及施工順序

根據出口施工段出水點涌水情況，對該涌水段的處理總體方案是:先徑向注漿補強，再通過底部注漿加固，保證仰拱開挖施工的安全，待仰拱施工完成后根據涌水點出水情況再對涌水點進行治理。

由于左右線可能存在水力聯系，因此左右同時采用注漿加固施工。

4 注漿材料

普通水泥單液漿:凝膠時間長，具有較長的可注期，有較高的固結體強度，單價低。但由于初凝時間長，易被地下水稀釋，影響其凝膠化性能和強度，易于引起滲漏水。適用于徑向注漿孔，垂直注漿孔無水或少水時，以及頂水注漿孔無流動水。注漿材料配比W:C=(0.6～0.8):1

水泥水玻璃雙液漿:

水泥-水玻璃雙液漿:凝膠時間可控，可以達到控域注漿目的。可注性較好，早期強度較高，耐久性較差，利于注漿后就立即進行開挖施工。W:C=(0.8～1):1，體積比:C:S=1:(1～0.3)

C:S是水泥漿的體積與水玻璃的體積之比。C:S用多大為好，應依據巖層裂隙大小，滲透性系數大小，鉆孔涌水量或吸水量的大小以及預期的注漿范圍、擴散半徑等因素，根據試驗或依照經驗來確定。一般用C:S＝1:0.4～1:1，在此范圍內，混合漿液的凝膠時間合適，漿液結石體強度較高，特別是早期強度(三天)較高。

凝膠時間是從兩種漿液混合時開始到混合漿液停止流動為止的時間，它是注漿的一個重要參數，合適的凝膠時間可使注漿取得滿意的效果，在裂隙發育，涌水量大的巖層注漿，宜用較短的凝膠時間:反之，凝膠時間應延長。

(1)水玻璃模數M是表明水玻璃性質的主要指標。一般M越大，水玻璃比重就愈大，黏度越高，可注性差。M越小反之。M一定時，溫度高，黏度低，溫度越低，黏度越高。一般注漿用水玻璃溶液的模數M=2.4～2.8。

(2)波美度為30～45Be′，這一范圍內的水玻璃凝膠時間和結石體強度都較好。

(3)水玻璃稀釋

商品水玻璃濃度一般50Be′，注漿使用的水玻璃濃度一般Be′=30～35，Be′愈小凝膠時間越短，反之則長。因此使用時根據需要進行稀釋。

—稀釋用水量(l)；—原水玻璃稀釋前濃度；—水玻璃稀釋后的比重；—水的比重；—被稀釋水玻璃體積。

5 注漿順序

鉆孔注漿從大里程向小里程方向實施，間隔跳孔、隔排方式進行，實施擠密型注漿措施。

6 監控量測

為了保證在注漿過程中結構的安全，防止因水壓過大而引起圍巖局部發生開裂破壞等，在注漿過程中應隨時進行監控量測，確定注漿過程引起的支護結構與圍巖變形變化趨勢，判斷支護穩定性狀態，直接指導施工。

注漿過程中要進行拱頂下沉和水平收斂監測。

在注漿段，A項監測每10m布置一個斷面，每斷面布置水平收斂2對，拱頂下沉測點一個。并設置B項監測斷面，涌水段坍方段布置一個斷面，YK26+220處布置一個斷面，以測試水壓力及其他力學指標。

頂水注漿期間增加監測頻率。

收斂速度v<1mm/d時正常施工；v=1～5mm/d應加強觀測，適當采取措施；v=5～10mm/d時，應調整施工方案，加強支護，v>10mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態，暫時停止施工，采取特殊措施進行處理。

7 施工注意事項

在涌水段的整治過程中應注意以下幾點:(1)制備漿液時必須保證其質量，儲漿桶必須設過濾網，以防雜物堵塞注漿泵。(2)漿液攪拌應均勻，一般水泥漿攪拌時間為3～5分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。(3)注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化。(4)一臺泵發生故障時，應立即換上備用泵繼續注漿。(5)保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結束標準的判斷。(6)嚴格進行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結束注漿作業。當未達到注漿結束標準時，應進行補孔注漿。

8 結論

由于采用了大管棚單、雙液注漿的施工技術，措施得當，涌水段治理順利，加快了施工進度，確保了工程質量，為后序工程的施工奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]隧道施工要點集.成都:人民交通出版社，2002.

[2]公路隧道施工技術規范.北京:人民交通出版社，1994.