山體隧道涌水突泥處理

孫克斌

摘 要：山體隧道施工過程中埋深150余米處發生涌水突泥。 介紹涌水突泥處治措施及處治后的效果， 為隧道后續施工提供經驗。

關鍵詞：山體隧道;涌水突泥;處治措施

一、工程概況

隧道屬低山丘陵區，地形起伏較大，局部較陡，隧道進口基巖露出，隧道出口土層及全風化層較厚。測區工程地質條件一般。

二、施工情況

當事故發生后，等待涌水突泥情況逐漸平息，清理現場，進行帷幕注漿，對涌水突泥處進行止漿墻封堵。

（1）本階段帷幕注漿專業施工歷經20余日全部完成，共完成帷幕注漿145孔，注漿加固完成DK326+738～+717段隧道洞內堆積體及洞周5m范圍內圍巖固結，注漿加固采用由外圈向內圈、跳孔注漿作業方法。

（2）之后緊接著施作了5孔檢查孔，采用孔內成像和采集注漿孔出水量方法檢查孔周圍巖固結情況，驗證注漿加固效果，檢查孔數據獲取后對檢查孔進行了注漿封堵處理。

（3）帷幕注漿施工開始5d后，止漿墻后方DK326+750～+738段已施作初支段出現不同程度的滲水及收斂變形情況，注漿期間，先后分多次對DK326+750～738段初支進行徑向注漿加固工作，通過監控量測數據分析反映該段初支體系基本穩定。

（4）施工期間，每日定專人對隧道出水量進行檢測，最大日出水量350m3/h，平均出水量340m3/h。

三、監控量測情況

（一）施工前期在未對止漿墻后方DK326+738～750段的初支進行加固前，帷幕注漿過程中通過監控量測數據顯示該段落最大收斂變形量為8mm/12h，最大拱頂沉降量為5mm/12h。隨即現場對該段落采取了徑向Φ76鋼花管結合Φ42鋼花管對初支進行注漿加固，經過加固后通過對監控量測數據進行分析該段最大收斂變形量為1mm/d：拱頂沉降為0.5mm/d。該段落自加固開始到結束最大累計收斂值為39mm，最大累計沉降值為18mm，初支經過加固后趨于穩定。

（二）地表變形情況

通過對地表沉陷區設臵截水天溝及彩條布覆蓋沉陷區后，地表沉陷區范圍內的5個沉降變形監測點，帷幕注漿期間每日定時進行觀測，所設臵的5個監控量測點日最大變形量均未超過5mm，累計變形量分別為44.6mm、43.3mm、44.5mm、44.1mm、46.7mm，變形基本穩定。

四、注漿效果評價

（一）鉆探取芯

根據地表鉆探及溜坍資料，注漿段位于DK326+721～DK326+736坍方段，巖體呈散體結構，巖芯為碎石（局部為塊徑大于20cm的塊石）含量為50～60%，角礫含量為20%，余為粘粒及砂粒充填，約占20～30%;角礫、碎石、塊石巖質為泥巖、砂質泥巖及泥質砂巖;空穴率約20%。

取芯鉆2孔，巖芯采取率達70%，鉆探芯除去混凝土條帶及混凝土塊，其余成分基本與地表鉆探一致;在6MPa～8MPa分形劈裂注漿后，漿液在原巖體裂隙及孔隙中形成條帶及團塊，并擠壓出注漿體內含水量，但不能改變原巖的破碎程度，不能提高原巖的完整度;只能將松散粘粒及砂粒固結成塊。能夠適當提高原巖的抗壓強度，對抗剪強度提高較大（主要是改變內摩擦角Φ值）。

（二）鉆孔成像

鉆孔成像共布臵5孔（孔徑為9cm），成孔過程中無掉塊卡鉆現象;孔內成像顯示：孔型完整，孔壁圓滑，孔壁上能清晰見到碎石、塊石、混凝土條帶及初支鋼拱架、支護小導管、連接筋等施工材料;未見明顯的張開裂隙及孔穴，致密性較好;成孔穩定后，水流觀察，未見股狀水，但有線狀水沿孔壁底部流出。

（三）應力及應變的傳遞

注漿壓力為6MPa～8MPa，分形劈裂注漿后，在DK326+738～+755已開挖段形成應力及應變傳遞，局部噴錨層鼓脹脫落（已通過徑向注漿補強），說明注漿效果較好。

（四）彈塑體形成及范圍

注漿的目的就是將圍巖流塑體凝固為彈塑體，從鉆探取芯及成像判斷，通過注漿，DK326+721～DK326+738段圍巖界定為彈塑體，圍巖級別可以提高到軟巖Ⅳ～Ⅴ級。

（五）地下水評價

涌水突泥時地下水位標高約為530米左右，圍巖裂隙發育寬張，處于高壓地下水滲流帶，通過注漿，在DK326+721～DK326+738段未見明顯裂隙，地下水處于繞流狀態，極大提高隧道掘進環境。

（六）在高壓分形劈裂注漿后，因注入應力較大，會出現應力回彈現象，在開挖錨噴層出現局部鼓脹、開裂、掉塊是正?，F象。

五、措施意見

（一）經研討分析認為帷幕注漿效果達到設計要求，可進行下步施工。

（二）進一步明確下階段應重視和落實的有關措施：

（1）掌子面掘進至DK326+723時停止掌子面掘進，于DK326+726～+723施作下一循環止漿墻。

（2）DK326+738～DK326+723段變更為Vd加強型復合式（有砟）襯砌，Vd加強型復合式（有砟）襯砌二襯厚度為55cm鋼筋混凝土，初期支護厚度為27cm，加強支護采用全環I20b型鋼，縱向間距0.6m/榀，每處鎖腳錨管采用3根5m長Φ76鋼管注漿加固。拱部超前支護采用拱部180°Φ108管棚及45°外插角Φ42小導管。于DK326+738里程處施做超前支護Φ108管棚，單根長15m，環向間距0.4m，縱向間距10m，每環32根。45°外插角Φ42超前小導管，單根長4m，環向間距0.4m，縱向間距3m，每環32根，與管棚交錯布置。拱墻系統錨管采用45°外插角Φ42小導管，單根長4m，環向間距1m，縱向間距1m，每環22根，交錯布置。施工方法由臺階法變更為三臺階法施工（上部第一級臺階和第二級臺階增設臨時仰拱）。掌子面一級及二級臺階采用臨時噴砼及玻璃纖維錨桿加固，噴砼厚10cm，0.6m一循環，錨桿采用Φ25玻璃纖維錨桿，單根長6m，間距1.2m*1.2m，梅花形布置，縱向3.0m一循環，輔以超前鉆孔探測、地震波和地質雷達法進行超前地質預測預報。施工過程中每隔5m于左右邊墻每側各施工3孔Φ89鋼花管泄水孔（設置止水閥），單根長度7m（泄水孔具體長度依據鉆進驗證注漿加固范圍可適當加長），施工過程中加強出水觀測，若出水呈渾水流出及下循環注漿施工時漿液流出則關閉止水閥。

（3）DK326+738～DK326+723段開挖后若局部有出水量較大處則采用Φ42小導管徑向注漿加固，單根長5m，注漿漿液為雙液漿，間距1.5m*1.5m（環*縱），注漿壓力2.5～3.5MPa。局部出水量較大處進行適當加密。注漿前進行壓水試驗，據此修正注漿壓力、配合比等有關參數?，F場注漿堵水布置Φ42小導管數量及注漿量由現場監理及時簽認。

（4）DK326+738～DK326+723段仰拱施工前檢測基地承載力是否滿足180KPa，承載力低于180KPa時隧底增加鋼花管注漿加固措施（具體長度視現場檢測情況而定），鋼花管采用Φ76鋼管，長度5m，鋼花管間距1m*1m，鋼花管內采用水泥漿注漿處理，注漿量需監理工程師現場確認。仰拱開挖后盡快施作隧底注漿，施工中嚴格控制隧底開挖進尺，及時施作初期支護，以確保施工安全。

（5）DK326+738～DK326+723段開挖后若局部有出水量較大處則拱墻增設一道環向排水盲管，仰拱局部出水量較大處增設一道排水盲溝將出水引排至側溝。

參考文獻：

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