淺析隧道施工突水突泥災害成因及治理措施

臧坤

（中鐵四局集團第一工程有限公司　安徽合肥　230009）

前言

隨著經濟的快速發展，地上空間的缺乏已經出現，地下空間的開發逐漸受到了現代人的重視?，F在在中國的隧道已修建了6000km，而且隧道建設即將到9000km。然而，由于地質條件復雜，隧道的建設所需技術的難度也較大，經常發生突水地質災害。在發生突水突泥的前提下，應根據有關規定制定靈活、積極的預案，系統處理災害，防止次生災害發生。今后對隧道突水、突泥的研究，應著眼于提高施工生產管理能力和土地災害監測的準確性，充分認識災害的成因和機理，以更好地服務于隧道工程建設。

1　突泥突水災害成因研究

1.1　地質條件和突泥突水致災機理

有時候水資源過于充足也容易造成突泥突水災害。因此，河流、盆地、大平原等水資源豐富的區域特征。從地質巖性的方面來看，碳酸鹽巖區是一種常見的容易發生突泥突水現象的地方。特別是在地質容易出現裂縫、褶皺等地區，喀斯特地區和承壓含水層災害多的地方的發生尤為突出。

通過大量的實例研究，發現其隱伏在斷層和局部構造破碎帶中，喀斯特陷落柱和喀斯特塌洞隱伏引水構造是水害的關鍵部位。在地質構造以及巖石力學結構的研究，挖掘擾動和損傷機理，水巖相互作用機理，突泥突水是該底板隔水層和高壓水入侵預防分析法突出地下水環境演化的主要模式之間的關系。

此外，隧道埋深的高壓狀態也是突水突水的原因。綜合來看，“高壓、富水、不良地質”的不利組合是誘發突泥突水的地質條件。高壓、富水、不良地質三大不利組合是突泥突水的地質條件。

1.2　工序環節與預測預報

突泥突水災害通常發生在兩個過程，即挖掘或清淤。在這兩個過程中，應加強預防措施，注意防止突泥突水的發生。通過以前的災害結果來看，許多隧道的突泥突水規模很大。因此，加強了地質超前預報，及時發現地質不好的地區，如空洞等。做好預報工作，這樣就能及時發現險情，人員傷亡減少和資源損失降低。

1.3　工程處理

針對歷次突水和泥質災害的發生，措施包括：突發性災害；首先，發生了小型的突水突泥；在修復過程中，由于水災容易再次發生突水突泥；災難發生時，大型洞室灌漿用于加固和基坑開挖的洞，沒有閘閥節流口處設置，造成災害。根據上述災害類型，災害成因主要表現在三個方面：未發現風險源，發現風險源，技術解決方案不合理，發現風險源，但建設管理措施不到位。因此，建設單位要糾正這三個方面。并且在施工前要及時查探地形，若是復雜的地質，應加強超前預報、涌水處理、注漿質量和開挖支護。

2　探測預報技術研究

研究表明，突泥突水地質災害的檢測和預報技術側重于地震波和聲波反射電磁波勘探和鉆井等，地質學家利用地質素描和SEM預測檢測方法，一些學者利用喀斯特電網仿真、喀斯特喀斯特地下水污染的水浸泡，權力分散的方法模擬方法進行探測，國內外研究結果如下：路易斯，瓦弗迪斯等主要由電阻成像技術和地震反射波法檢測拉卡喀斯特含水層厚度；Franjo Sumanovac用二維電阻率成像技術、影像技術、雙梯度高分辨率反射法和克羅地亞地區喀斯特折射法進行檢測；在尼泊爾博卡拉流域喀斯特檢測參考電阻法和γ射線的規則。

3　災害處治程序

在發生了突泥突水風險后，必須進行安全風險評估，此外，結合工程特點，嚴格制定安全可行的突泥突水處理方案。雖然在緊急情況下恢復重建是非常重要的，但清淤和救援的首要目的是在人們被困的情況下救人。在清理淤泥前，必須對泥沙淤積的安全性進行評估，并在情況發生時采取措施。

3.1　先擋后清

當清淤風險評估不安全時，必須按照清淤安全要求，在缺口后方提供支撐結構。由于隧道的不同特點，可以采用不同的齒輪設置方案，例如：地面垂直設擋或洞內迂回設擋方案。

3.1.1地面垂直設擋

對于回旋段掘進工程量大，當采用地面注漿封堵圍護結構時，可采取較長的隧道循環，然后進行清淤。密封結構應由專業隊伍設計和應用，并按允許透水性進行安全強度校核。

3.1.2洞內迂回設擋

隧道施工中的突泥突水災害，通過迂回導坑做的是突泥突水點在頂部，或采用垂直噴射注漿措施，完成塊體結構后清淤。對于封閉結構，專業設計應由專業隊伍進行，并對其抗剪強度進行安全校核。

3.2　合理清淤

突泥突水爆發后清淤是困難而危險的。如果太粗心大意，清淤過程中很可能發生兩次突泥突水災害?？赡馨l生嚴重傷亡。在清淤過程中，應采用小斷面；安全觀測措施隨時做好準備撤離；清淤到一定距離，并做安全評價；清淤過程中進行適當的封擋，待對淤積體注漿改良后再清理封擋。

4　潰口治理技術

4.1　水的處理

關鍵在于治理水資源的破壞，為了保證施工安全，對地下水壓力采取措施。根據當地的條件，不同的減壓措施應用在不同的地層，如能量釋放減壓或鉆孔引流減壓。

4.1.1釋能降壓法

以高壓力和富水腔充滿水溶性、泥質、砂、石以及地下河高水壓、儲量大，施工的巨大勢能和動能的漿體混合物易發生爆炸噴涂，非常危險，不能保證施工安全。因此，在施工過程中，能量的釋放和減壓技術應采用。當隧道充滿型腔充滿高壓、富水時，應將獨立通道設置在溶腔，和勢能和動能的充填型腔的精細爆破釋放，以低壓力或無壓力的情況下實現安全施工，勢能減壓技術意味著安全提高了。

4.1.2鉆孔排水降壓法

在地質鉆孔斷層破碎帶時，應采取排水方式，使處理更容易爆破灌漿，保證質量，同時對隧道開挖過程中的高壓水風險去除起到重要作用。鉆孔排水鉆孔排水方案是破碎帶注漿壓力范圍。一般放電范圍以外的區域縱向爆裂的左右兩側各為5～8m，孔直徑為150mm。

4.2　地層加固

加固或噴射注漿法用于密封和注漿能突破改進，在加固土體的開挖面穩定前，隧道開挖輪廓線5～8m，添加玻璃纖維錨桿注漿孔都可以形成一個網絡結構的加固范圍，以保證加固質量和提高填充砂注漿加固體的抗變形能力。

5　突水突泥災害防范與應對

為了防止突水的發生，有必要做兩項重要的工作，即風險的識別和評價，以及風險的控制和規避。

風險的識別與評估。

（1）設計單位根據地質調查資料劃分隧道的危險等級，制定技術措施。

（2）施工單位進行風險的評估，制定詳細的安全防范管理專項機制。

（3）進行風險隧道預預測專項設計，包括過程管理。特別是要加強前向鉆井和超前鉆眼鉆進。

（4）設計組對水文監測（雨量、水量、水壓）進行專項設計，由施工單位負責實施，由監理單位負責核查。

（5）負責建設單位的先進鉆井和水文監測、監理單位的全過程地質和水文站綜合分析，負責單位的設計工作。

（6）在進行施工時，在預計溶腔或故障發生時，施工單位進行風險的評估。該方案未開發之前，施工單位不得面爆開。

高風險隧道必須在風險識別與評估、風險控制和施工前規避整個過程中規范化。

6　結束語

突泥突水的爆發是毀滅性的。如果發生，將造成財產損失和工作時間的延誤，也可能造成人員傷亡和環境影響。施工單位要承擔風險隧道的風險，保證工程的安全，是施工單位的首要責任。因此，有必要采取預測措施進行風險評估，做好施工前的準備工作。解決這一問題的根本途徑是改進生產管理和工程技術，提高地質災害的探測精度。因此，開發突泥突水技術是一項緊迫的任務。

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