隧道涌水涌泥病害處治施工技術

張 泳 帥

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中　030600)

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隧道涌水涌泥病害處治施工技術

張 泳 帥

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中030600)

以稽山隧道工程為例，從地表水截排、注漿參數、集水鉆孔、裂隙處理等角度，介紹了隧道涌水、涌泥病害的治理措施，有利于提升我國隧道工程的災害防治水平，確保隧道的安全運營。

隧道，涌水，集水鉆孔，裂隙

1　稽山隧道工程概況

稽山隧道是江西省陽城縣馬頭水廠鐵路專線，全程1 025 m，埋深約300 m，是一種單程的非電氣化鐵路隧道工程，整個工程的地質以膨脹性裂隙土為主，地層中的節理裂隙比較發育，整個隧道工程穿過梯形黃土坡，地表有3棟3層樓房和一個容量大約為1 000 m3的水池。在實際的施工中整個隧道揭穿了多個溶洞以及一條暗河，隧道受巖溶侵蝕的影響嚴重，工程完工后又由于受到長期雨季雨水的影響整個巖溶洞水得到了非常大的補充，整個隧道內已施作相應的措施，但是隧道仍然出現了非常嚴重的涌水、涌砂以及邊墻淋水的現象，給整個隧道的正常使用造成非常大的威脅。

2　隧道涌水、涌泥相關病害的處治施工技術

針對稽山隧道中的巖溶貫通性較好，在碰到強暴風雨時，很短的時間內容易形成高壓水，給襯砌裂隙造成破壞，引發突水以及涌泥等災害的情況，我們應該首先強化隧道巖溶的涌水排泄以及相應的疏導。同時一定要降低襯砌周邊的突發高壓水，防止其在運營的過程中出現泥砂擁擠道床的現象，造成襯砌崩裂以及涌水涌泥等相關安全事故的發生。對隧道巖溶采取以泄水洞整體的“引排”為主的相關措施，通過對隧道的泄水洞的涌水以及涌泥情況進行大量的現場調查來看，泄水洞基本上達到了相關的設計預期的目的，對相應正洞的涌水、涌泥在一定程度上起到了非常好的排水、排泥效果，確保了相應的正洞結構的運營安全。

從具體的現場調查來看，目前正洞的病害主要表現在局部地段內的襯砌出現了不同程度的裂紋，當前出現的裂紋基本上處于穩定的狀態，進一步發展的可能性不大。從整個泄水洞建成前后的對照來看，泄水洞在建設成功前，處在雨季時正洞內的涌水以及涌泥情況嚴重，在泄水洞建設成功后，相應的正洞內僅D158+890～D158+910段內的左方出現了不同程度的涌水以及涌泥現象，給該段水溝的排水能力造成了很大的影響，使水溝在很大程度上水流能力降低，對應正洞的涌水以及涌泥災害在對應的泄水洞的作用下得到非常好的解決。其具體處治措施有以下幾點。

2.1隧道的對應地表段的加固，對應地表水的截排工作

隧道D158+894～D158+258段的淺埋，上覆的紅土層，D158+894～D158+297穿過的巖土層以整體的斷層砂礫巖為主，D159+128～D159+168段開挖出的溶蝕破碎帶，巖體的整體性極其的破碎。D160+458～D160+498及D168+785～D169+015段隧道的具體施工的過程中出現一定程度的隧道拱被擠破的現象，隧道內的涌水現象比較嚴重；該段相應的地表道路出現幾個坑陷，洞內的局部襯砌也在不同的程度上出現了一定的水平大裂縫。為在整體上減小相應地表的滲水對隧道的整體結構帶來的不利影響，對D160+458～D160+498及D168+785～D169+015段對應的地表進行相應的加固處理。D160+458～D160+498及D168+785～D169+015段對應的地表線路兩側的各個9 m內采用注漿加固技術，9 m范圍內的注漿加固的深度：在對應的隧道加固部分內以隧道的整體結構外緣線45 cm以外進行有效的控制，在隧道的外部分以隧道的基底以下進行3.5 m的控制。D168+785～D169+015段對應的線路兩側的5 m～9 m的范圍采用地表淺注漿的措施，注漿對應的深度為整個隧道底部以下方向3 m的范圍，D168+785～D169+015段對應線路的兩邊各3 m的范圍以內采用D12砌漿片進行實際的鋪砌，鋪砌的大致厚度在25 cm。注漿時以水泥漿為主，水灰比大致為1.05∶1，注漿所需的壓力在1.5 MPa～3.5 MPa左右，在注漿施工前應根據試驗驗證一下注漿的效果，同時對注漿的參數做出相應的調整。

2.2注漿相應參數的調整

泄水洞D172+788處左方邊墻底以及D179+795處右側邊的墻底板出現涌泥，且整體的出水較大，裂隙的發育比較完善。這兩處的主要災害為：左側邊墻附近的出水孔水流含泥量較多較嚴重，容易形成溝底下層淤積；D246+800處底板中部有5 cm～10 cm高的拱起，并且伴有少量的水流出，這個部位對應正洞內主要出現的現象為：正洞右側拱腰有線狀漏水。為了引導并強化對正洞周圍巖溶水的排出效果，在出水洞D246+800及D246+854靠正洞側各設置1處引水橫向通道，這個通道使用模筑襯砌，其凈空大小與出水洞相符，高寬均為3.0 m。拱墻采用鋼架以及鋼性小導管支護，整體鋼架的縱向間距大約為1.2 m/榀，鋼性小導管的材料是φ35型鋼型無縫鋼管，鋼管厚約2.8 mm，每間隔3.0 m布置一環，每個環處布置9根，每根大約長2.8 m。在引水的橫道的端頭面處設置C30混凝土擋墻，擋墻的厚度為65 cm，并在擋墻處設置長度為4 m孔徑為45 mm的集水孔，每處設10孔，最后為了使引水的橫通道與隧道底部的巖溶裂隙相連接，在進行隧道底部的處理過程中，對整個隧道的底部進行全面的清理和疏通，此外要向引水的橫通道兩次進行疏理工作，最終將涌水逐步引上坑面，全面的保證巖溶隙的排水工作通暢。

為了降低引水的橫通道在整個工程的開挖過程中給隧道正洞帶來的影響，開挖的過程中應以控制爆破為主，控制爆破的震速應在15 cm/s以下，同時在爆破的過程中要加強隧道正洞觀測的工作，整個觀測工作的測點布置應該在隧道正洞排水孔前面的15 m范圍外進行準確的監測，此外應在隧道正洞的相應階段增加一定數量的防護拱架。爆破工作施工前應對隧道內部全部泄水洞的涌水、涌泥的階段進行進一步的核查工作。若在爆破工作的施工當中揭露了溶洞等導水洞穴，應采取相應的防護措施。

2.3增設一定量的集水鉆孔

泄水洞D358+549處底部兩側以及D584+215左側部位有渾濁的泥水流出現，整個泥水流的流量也比較大，此外每當大雨過后每次都有大量渾濁的泥水流出，D358+654～D369+664階段內正對隧道正洞的災害主要為：正對隧道正洞階段內的D356+124～D356+135階段內的襯砌出現一定程度的裂紋。此外考慮該段大部分在D358+658及D367+124段內打設有一定的引水通道；隧道正洞的D586+254段內設有一定量的檢查通道，檢查通道與相應的泄水洞正交在D458+365；先前的設計中于D258+457～D234+487段內的靠近隧道正洞側的按照每4.4 m設置1個環向的集水鉆孔，集水鉆孔每環布置3個孔，每個孔長約為4 m。根據以上的情況，對整個泄水洞的D587+489～D594+245段內采取一定量的加強水孔措施，逐步的加大對整個隧道的巖溶水排泄工作，集水鉆孔的設置詳細參數為：在先前的設計當中每2個環的集水鉆孔之間增設1個直徑為48 mm的集水鉆孔，每個環在隧道正洞的側拱頂處、邊墻處、拱腳處各布置1個鉆孔，一共3個鉆孔，每個孔長約4.8 m。

2.4隧道正洞的裂隙的處理措施

結合隧道正洞內的裂隙產生的原因、裂隙出現的時間及其相應的發育情況，對裂隙采取以下的處理措施：

1)泄水洞建設成前產生的裂隙，當泄水洞建成后，襯砌背后的由于巖溶水較短時間內匯集而產生的巖溶高壓水得到了非常大的緩解。對于此種類型的裂隙，本次的研究工作暫不作相應的處理，僅對裂隙進行相應的觀測以及相應的監測，并根據相應的監測結果確定出一定的處理措施，以保證整個結構以及運營的安全性。

2)對于泄水洞建成以后產生的新的裂隙。裂隙產生的原因仍然有可能是襯砌背在很短的時間內匯集而成，未及時進行高壓巖溶水的排泄工作而造成的，因此應該主動的加強對于開裂段的高壓巖溶水的引排工作，以保證整個結構運營的安全性。

3　結語

隨著我國進一步的發展，國家在隧道工程方面的投入必然會越來越大，作為工程技術的一線人員，一定要肩負自己應有的責任，不斷的提高我國的隧道工程災害防治工作。

[1]李貴榮.隧道涌水涌泥病害處治施工技術[J].交通世界(建養·機械),2012(9):176-178.

[2]馬環宇.麗攀高速公路新莊特長隧道涌水及塌方病害工程地質分析與防治對策研究[D].成都：西南交通大學,2012.

[3]楊艷娜.西南山區巖溶隧道涌突水災害危險性評價系統研究[D].成都：成都理工大學,2009.

Tunnel water bursting and mud surging diseases processing technologies

Zhang Yongshuai

(ShanxiJinzhongHighway&BridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

Taking Jishan tunnel engineering as an example, starting from aspects of groundwater interception and discharge, grouting parameters, wet hole and cracks treatment, the paper introduces tunnel water bursting and mud surging diseases processing measures, which will be good for improving domestic tunnel engineering diseases preventing level and guaranteeing tunnel operation.

tunnel, water bursting, wet hole, cracks

1009-6825(2016)23-0181-03

2016-06-09

張泳帥(1987- )，男，助理工程師

U457.2

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