淺談隧道排水施工技術控制要點

馬香亮

中鐵二十二局集團第四工程有限公司 河北 高碑店 074000

基礎設施建設對于帶動各地區經濟發展和社會進步具有非常重要的推動作用，同時也是強化內地經濟，保證經濟內循環的重要基礎。我國隧道主要是集中在東部經濟發達地區，而在中西部地區，由于山區丘陵地形眾多，施工難度大。過去受限于投資規模和技術，很少在此地區發展大型基礎設施建設，尤其是隧道基礎設施，這導致當地的交通建設落后于東部地區，無法形成很好的地區間交通聯系。對于當地的經濟發展和社會進步都造成了一定的限制，隨著我國基礎設施建設技術的不斷成熟，覆蓋全國的公路網也已基本完成。我國基礎設施工程建設規劃分布仍然存在東西部差異較大的情況，隧道是公路工程的重要連接樞紐，一般為控制性工程。在富水地區如何對隧道的地下水進行有效處置，是相關從業人員面臨的難題。

1.案例分析

為了讓更多讀者能夠直觀認識在隧道排水施工中會遇到的問題，本文結合作者實際的工作經驗進行介紹和分析。作者曾參與建設了六沾復線項目的建設，在施工過程中，由于施工區域地下水位較高，經常出現漏水現象。六沾復線隧道施工地址是典型的喀斯特地貌，存在較多的溶洞，洞內出水量大，在施工過程中曾因掌子面出現涌水停工排水的現象。襯砌完成后混凝土表面仍存在較多的出水點。在施工過程中采用以下辦法：隧道開挖完后要對出現的出水點進行標注，積水安設排水管，然后進行噴錨支護，使水不至于將噴錨面侵濕，影響整體受力，在施工襯砌前要對噴錨面整體出水點進行安裝二次排水管，排水管的安裝一定要準確并保證無破損。將拱頂及兩側的引水管引向隧道兩側排入排水溝，襯砌每一板連接處都要安設排水管、環向止水帶位置必須安設正確、無破損。使隧道內巖石裂隙中的水都可以由排水管由兩側排出。

2.地下水對于隧道施工所造成的影響

地下水位根據所處環境的不同，具體的水位高度也有所區別，一般將地下水分為巖溶水、孔隙水和巖石縫隙水三大類。巖溶縫隙水主要是分布在巖體中的碎石縫隙或斷層破碎帶中。其水量是依照當地地質條件所決定的，各地區之間甚至是相鄰地區之間，其含水量也具有很大的差異，必須要在施工建設前進行全面的摸排，才能夠對該地區的巖溶縫隙水量進行確定。巖溶水在我國貴州云南等省份有廣泛的分布，巖溶水是指在巖溶地區地下水與巖溶同時存在，由于長時間共處，同一環境水對巖石會持續進行，溶解，鹽融水的流向和所處位置很難確定是整個隧道施工中最危險的水害。由于其位置難以預測，因此在施工過程中很有可能是偶然遇到相關的存在，對于已制定好的施工方案和施工進度造成出乎意料的影響?？紫端侵阜植荚谲浫鯂鷰r或土層之間的水分，巖溶水具有較強的滲透性，但相對穩定，是各類施工建設中都比較常見的地下水成分。

地下水的存在會導致隧道環境內的巖溶物理化學性質都發生不同程度的改變，并且對維延的承載力會造成降低，在進行隧道開挖的過程中，由于隧道開挖會造成土體變化，對原地層本身形成的穩定狀態進行破壞，對巖溶會造成一定的擾動，產生二次應力，在施工過程中，巖溶水中含有大量的氯離子和硫酸根離子等具有腐蝕性的化學物質，對于所處環境內的維鹽會持續進行溶解，在施工過程中地下水還會對掩體造成潤滑，造成巖體之間的摩擦力降低，容易在圍巖被擾動之后出現各類塌方。 在施工掘進的過程中，如果出現突水管用的情況，會對施工工期和施工進度造成嚴重的影響，而且如果出水區域為材料和機械的存儲地區，還會對這部分安全和質量造成影響。

3.排水系統施工研究

對于施工中的地下水治理，要遵循防、排、堵、截相結合，因地制宜，根據實際情況出發，選擇多種方案，共同應對，以提高對地下水治理的有效程度。單一的治理方案只能應對及特殊，也即片面的地下水情況，在隧道施工過程中，地下水害往往是呈現集群式多樣化的情況，單單依靠某一種治理方案，很難對地下水害進行有效的干預。在隧道水害治理過程中，防是一種最常見最頻繁，也是施工成本最低，施工作用面最廣泛的治理類型。它利用支護結構對地下水進行引導，防止地下水進入隧道施工區域，避免了地下水對于施工作業的影響。

3.1 注漿堵水施工技術

注漿堵水是隧道施工過程中面對地下水害，一種最常見也是必備的治理方案。當施工過程中突然遇到涌水事故時，要及時采用混凝土注漿的方式對涌水口進行封堵。

一、注漿目的隧道洞身處在地下水發育地段，大量排放可能影響當地生態環境，采用“以堵為主、限量排放”的防排水原則。注漿主要目的是加固圍巖，保證隧道洞室穩定,確保施工及運營安全,實現控制排放,減少水資源流失。排水量控制標準按注漿后每延迷洞壁滲漏量控制，現場實測與設計值相比較。

二、注漿分類根據工程地質條件,巖體完整性，巖溶發育情況，涌突水位置、水量、水壓及巖體的綜合滲透系數等選用以下注漿方法中的一種或幾種的組合方法:注漿的主要作用:1、降低圍巖的滲透性，提高其抗滲能力，減少地下水的滲流量;2、疏導（局部為堵水）水流，改善工程施工，運營條件;3、改善隧道圍巖的力學性能，提高其整體性;4、充填隧道周邊圍巖的溶洞、溶槽、裂隙，防止塌陷，改善其物理力學條件。

3.2 隧道二次襯砌滲漏處理

3.2.1 效果介紹

為保證施工安全，在隧道背后進行充填注漿，保證充填材料分布均勻減少，由于混凝土材料分布不均勻，造成澆筑不飽和，在澆筑空間內產生間隙和剩余空間，使得初期支護和二次襯砌密貼共同受力。另一方面通過填塞物質使得混凝土材料分布均勻，受力均勻，在一定程度上也可以減少混凝土結構件出現開裂產生縫隙的情況，起到一定的防水作用，防止地下水位升高對隧道施工區域造成影響。

3.2.2 注意事項

（1）工作平臺搭設

移動式操作平臺的輪子和平臺結合部要確保焊接牢靠，不能在行動過程中出現搖晃和松動的情況，兩根4輪中間立柱底端部分與地面之間保持一定距離，確保操作平臺在推移過程中能夠平穩運行。立柱底端和地面距離高度不得超過75毫米，以便于在進行平臺使用過程中能夠有效對立柱底部進行電池固定，確保其穩定安全。

（2）鉆孔、安裝注漿管

嚴重向注漿管方向載具堵塞的注漿口50mm處進行鉆孔安裝，帶絲扣的直徑為20mm的鍍鋅鋼管鉆孔時工作人員要特別注意，不能破壞原有的防水板，在進行鍍鋅鋼管安裝過程中，鋼管表面包裹棉花，并使用混凝土膠對其進行密封，當膠水凝固之后才能夠進行澆注過程。

（3）管口試接

注漿過程使用塑料管口連接在注漿過程開始之前，工作人員首先要對每一個預留注漿管進行檢查和試接，確保半制的漿液能夠在規定時間內使用完畢，確保注漿過程能夠連續進行。

（4）漿液配置

注漿過程選用的是1:1的純水泥漿水泥，選用硅酸鹽水泥要求將夜必須能夠連續半，只在辦事過程中施工作業人員要嚴格控制水泥用量，確保粘稠度。

（5）二次補壓

第1次注漿完成之后要間隔兩小時，將每一個注漿口按0.1MPa的壓力進行注漿注漿時間為10min，當注漿壓力達到設計中壓或注漿量超過設計量時可結束注漿。

4.注漿方案選擇

注漿方案應根據隧道工程、水文地質情況初步選定，施工中根據超前地質預報成果調整完善，合理選擇注漿方案:

1、對可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶及向斜核部、物探異常區等，預測儲水量大、水壓高、直接揭示極可能產生嚴重突水突泥地段采用超前預注漿方案,預注漿加固圈固結范圍:正洞為開挖輪廓線外3～8m;.平導為開挖輪廓線外2～5m。

2、對巖體完整，其結構性能可保證開挖安全，但大面積渦水量大于控制排水量，且預測地下水壓力較少時，實施開挖后全斷面。

3、巖體完整，其結構性能可保證開挖安全，但局部出水且流量大于控制排水靈時，僅對出水處實施局部注漿。

4、注漿后流量仍大于控制排水量，注漿固結圈綜合滲透系數大于設計控制值或仍有局部出水點時，實施補注漿。

結束語

隧道施工是基礎設施建設項目中必不可少的一個重要環節，同時也是受到施工環境影響最明顯，施工難度最大，最容易產生各類施工質量事故的類型之一，面對隧道工程建設，一定要因地制宜的選擇合適的施工方案和施工材料，及時考慮到施工過程中地下水對于施工進度和施工質量的影響。