隧道工程突水機(jī)制及對(duì)策

王軍軍

摘 要：簡(jiǎn)單介紹了隧道施工過(guò)程中的突水問(wèn)題，分析、研究了突水現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制，以期為該工程的順利進(jìn)行提供理論方面的參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：隧道；反坡式排水技術(shù)；水源；水通道

中圖分類號(hào)：U457+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.093

目前，我國(guó)基建工程的數(shù)量爆發(fā)式增長(zhǎng)，建設(shè)施工業(yè)發(fā)展迅猛。隧道工程建設(shè)作為基建建設(shè)中的重要組成部分，在交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展中起著重要的作用。隧道工程項(xiàng)目技術(shù)的進(jìn)步和升級(jí)是人們關(guān)心的問(wèn)題，因此，要注意可能發(fā)生的各種安全問(wèn)題，借助科學(xué)、有效的施工技術(shù)降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生概率，從而促進(jìn)現(xiàn)代隧道施工的順利進(jìn)行。

1 隧道工程突水機(jī)制

隧道工程突水的2個(gè)基本條件為：①隧道開(kāi)掘中具有較為豐沛的水源；②水源與隧道間分布著較多利于出水的通道。

水源分布較多，且水源水量充足是造成隧道工程突水的重要因素。在收集的隧道工程資料中發(fā)現(xiàn)，主要有以下5種水源：①隧道所在地區(qū)具有含水層，比如承壓含水層。在隧道工程施工過(guò)程中，如果不重視地下含水層的分布，則可能在施工中出現(xiàn)突水量較多的情況。②如果隧道建設(shè)工程上方存在水庫(kù)或工程位于江、河、海底部，則水源分布較為集中，容易出現(xiàn)突水。③部分隧道工程附近存在溶洞、采空區(qū)，其中會(huì)有大量積水。④發(fā)生洪災(zāi)時(shí)，洪水可能沿各種通道進(jìn)入地下，進(jìn)而倒灌入水通道中。⑤多數(shù)富水的優(yōu)勢(shì)斷裂層具備含水層的特征，這些斷裂層可能成為出水的通道。

2 反坡排水技術(shù)

在隧道施工中，一旦出現(xiàn)突水，施工單位要結(jié)合實(shí)際情況制訂有效的排水技術(shù)方案，而常見(jiàn)的排水技術(shù)為反坡式排水。反坡式排水的特征是利用機(jī)械化設(shè)備操作，所以施工單位要在實(shí)施隧道內(nèi)排水前科學(xué)選擇排水位置，設(shè)定相關(guān)的抽水泵站，借助多級(jí)接力式泵站，并有效連接各個(gè)泵站；借助儀器測(cè)量隧道中的積水量，借助潛水泵抽水，必要之時(shí)利用好移動(dòng)泵抽離積水；在完成隧道環(huán)向、橫向系統(tǒng)的出水引流后，應(yīng)設(shè)定隧道施工的集水位置，以及將其他位置的出水引流匯聚到方案設(shè)定的積水坑中，借助固定位置的排水泵抽離出集水坑中的積水；逐級(jí)抽水完成后，將抽出的水集中送至下一級(jí)泵站，最終將水排至隧道外，排出的水經(jīng)處理后可正常使用。

在反坡排水系統(tǒng)中，設(shè)定泵站間距時(shí)需要考慮實(shí)際情況，留有調(diào)整空間。對(duì)于特長(zhǎng)隧道，應(yīng)考慮其出水的實(shí)際位置，有時(shí)需要加長(zhǎng)不同級(jí)別泵站的間距。此外，應(yīng)考慮并有效調(diào)整反坡排水系統(tǒng)中集水坑的位置和實(shí)際突水位置。

結(jié)構(gòu)防排水措施包括：噴射混凝土堵水、塑料板堵水、模筑混凝土襯砌堵水、注漿堵水、盲溝排水、泄水孔排水和排水溝排水。

施工排水措施包括：地面排截通過(guò)地面排水系統(tǒng)阻水，以防地表水流入或滲入洞內(nèi)；洞內(nèi)排水基于洞內(nèi)排水溝、集水坑視順坡、反坡的情況，分別采用重力式、強(qiáng)制式排水技術(shù)；輔助坑道排水通過(guò)輔助坑道將水排出洞外；地面和洞內(nèi)井點(diǎn)降水通過(guò)設(shè)置于地面（淺埋）或洞內(nèi)的井點(diǎn)將水排出洞外。

3 反坡排水技術(shù)中材料的選擇

在隧道施工過(guò)程中遇到突水時(shí)，應(yīng)在全面考察實(shí)際情況后再選擇施工設(shè)備。比如，資料記錄的新機(jī)屋隧道的突水現(xiàn)象中，涌水量最大的一次為1 250 m3/h。對(duì)于這樣涌水量較大的情況，施工單位在設(shè)計(jì)、搭建反坡式排水泵站時(shí)，需要采用合適的鋼管安裝設(shè)備。

在搭建反坡式排水泵站時(shí)，應(yīng)有效評(píng)估施工材料。突水量度不同時(shí)涌水的壓強(qiáng)有所差異，因此，應(yīng)根據(jù)水流量采取不同的反坡式排水材料。如果設(shè)備水管的材料厚度選擇失誤，則可能引發(fā)排水事故。施工單位在搭建相應(yīng)的排水泵站后，要有效保護(hù)水泵，以防搭建好的泵站損壞，影響抽水施工的正常進(jìn)行。

4 輔助排水系統(tǒng)的建立

在反坡式排水技術(shù)時(shí)，需要建立有效的輔助排水系統(tǒng)，主要考慮集水坑的位置和泵站間排水管路的設(shè)置。施工單位需要綜合考慮各種因素，確定集水坑的位置。通常情況下，集水坑長(zhǎng)約4 m，寬約2.5 m，深度約2 m，容量最小為15 m3。此外，施工單位在開(kāi)挖集水坑時(shí)，要注意與拱角保持一定的距離。如果施工集水坑附近的泥土較為松散，且集水坑與拱角的距離較近，則可能引發(fā)安全事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代工程的隧道施工管理中，必須結(jié)合隧道的地質(zhì)構(gòu)造和水文特征排水，有效采用反坡式排水技術(shù)，逐級(jí)搭建泵站排水系統(tǒng)，并設(shè)置集水坑，從而提高排水效率。

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〔編輯：張思楠〕