奉節隧道基巖裂隙水處理技術探討

張文杰 （中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

目前，我國高鐵建設發展迅速，實際施工中必定會碰到各種不良地質條件。在長大隧道施工中，由于地下水的影響，勢必造成施工質量問題，給后期隧道的運營帶來一定的影響，且后期維護整治滲漏水的難度大，費用大，因此，必須從根本上解決地下水的引排。

1 工程概況

鄭萬鐵路奉節隧道位于重慶市奉節縣朱衣鎮境內，起訖里程DK721+150.10 ～DK734+622.55，正線長13482.45m，其中DK726+480～DK728+200屬剝蝕低山地貌，斜坡基巖大部分裸露，隧道范圍上覆第四系坡洪積、坡殘積、坡崩積粉質粘土及碎塊石等，洞身穿越基巖為三疊系中統巴東組三段泥質灰巖夾灰巖、頁巖與四段泥質砂巖。隧道位于朱衣背斜南翼，巖層陡傾，構造節理較發育，巖體較破碎，隧道埋深320m～580m，地下水主要為基巖裂隙水，巖溶裂隙水，在可溶巖與非可溶巖接觸溶蝕破碎帶地下水易富集，易發生涌水。

2 現場情況及防排水措施選定

DK726+480～DK728+200段地下水發育，設計涌水量達9000m/d，施工過程中出現大面積散水，局部出現線狀及股狀水，同時由于施作系統錨桿鉆孔時經常會鉆出股狀水，噴射混凝土未初凝便被水流沖落，垮塌嚴重，噴射混凝土回彈量增大，混凝土消耗量達到無地下水時的2倍以上。圍巖經地下水長期浸泡后軟化嚴重，找頂排險過程中圍巖掉塊嚴重，且噴漿料易出現不密實，初支背后出現空洞現象嚴重。初期支護施作完成地段噴射混凝土易掉塊，導致初支表面不平整。

此段設計常規防排水措施為拱墻鋪設土工布+防水板，施工縫采用“外貼橡膠止水帶+中埋橡膠止水帶”的方式進行防水；排水措施為邊墻設置縱向φ150mm盲管+環向φ50mm盲管。此防排水方式已不能滿足滲水處理要求，需進行加強處理，采用增加初支背后埋設盲管、支護后徑向注漿、開槽引流、隧底設置縱向盲管及逆向導水管等散水收集、引排、隧底引排的綜合排水措施，加強施工過程中滲水的引排，有效提高施工進度和初支質量。

3 基巖裂隙水處理技術

針對DK726+480～DK728+200地下水發育地段，在開挖后及初支后采取收集、引排等措施，或同時采用多種加強措施治理會起到較好的效果。

3.1 開挖后初支前對滲漏水點集流引排

富水段開挖后揭示基巖股狀水、線狀滴水，在初支噴混凝土前盡量處理，以減小初支面處理滲漏水的工作量及難度。初支噴混凝土前，于滲漏水較集中區域或出水點鉆設不小于φ76mm集流孔，鉆孔深入基巖大于50cm，孔內插埋φ50mm盲管，插管孔口用土工布包裹并用快凝水泥砂漿封堵管與孔之間的縫隙，沿隧道邊墻預埋盲管將滲漏水集流引接至拱腳，并最終接排入側溝，集流引排管水量較大時接入隧道中心水溝。

3.2 初支后采用徑向注漿堵裂隙散水

圖1 基巖出水點引排處置示意圖

掌子面后方已開挖段的隧道初支完成后滲漏水點較多，水量較大時，考慮高鐵100年壽命，做到寧強勿弱，不留運營隱患，隧道拱墻、仰拱采取徑向注漿止水及加固方案，以確保結構安全及降低后期二襯滲漏水風險。徑向注漿孔環向間距150cm，縱向間距150cm，交錯布置，鉆孔孔徑50mm，終孔不小于42mm，鉆孔深度5m；埋置孔口管，孔口管采用φ42mm壁厚3.5mm無縫鋼花管，管長1m，孔口管采用錨固筋錨固并采用快凝砂漿堵管與孔口縫隙。注漿采用水泥砂漿，水量較大且存在一定水壓時選用水泥-水玻璃雙液漿注漿，注漿壓力按0.5～1.5MPa控制。

3.3 初支面線狀水采用鉆孔引排

經前面兩步處治后，初支混凝土面仍有較大面積滲水、線狀水時，在出水點部位鉆φ76mm孔，打入基巖不小于50cm，孔內埋設盲管外包土工布，在初支面開槽70×70mm（寬×深）并埋設φ50mm打孔波紋管，必要時再增加防水板引流，引排至拱腳并最終接至隧道側溝。

圖2 初支面開槽埋管引排示意圖

3.4 邊墻鉆設泄水孔減壓措施

富水段初支完成后，在邊墻縱向排水波紋管以下至側溝面以上約50cm部位，每隔2m鉆孔徑不小于φ110mm的泄水孔，入基巖不小于50cm，孔內插入φ100mm以上比鉆孔孔徑小一號的盲管或波紋管，盲管或波紋管包裹土工布，距離環向施工縫不大于1m，仰拱二襯及溝槽混凝土施工時，通過PVC管引接至隧道側溝。鉆設減壓泄水孔可以有效避免二襯施工縫后期可能承受較大水壓而滲水的質量隱患。

3.5 增加富水段防排水系統設計

加強防排水措施，防排水施工參數調整為拱墻環向盲管加密至2m一道，環向施工縫設置一道凸殼式排水板，幅寬1m，散水較多段落初支表面滿鋪凸殼式排水板；環向、縱向中埋止水帶由橡膠止水帶變更為鍍鋅鋼板止水帶，以增強抵抗施工縫可能存在的水壓力；富水地層段于隧底中心溝下增設縱向“φ200mm外裹土工布打孔波紋管+無砂混凝土”中心盲溝，沿縱向每隔10m鋪設一道橫環向φ50mm打孔波紋管，并通過四通接頭與隧底縱向φ200mm波紋管聯通，而縱向φ200mm波紋管每隔20m通過三通接頭連接無縫鍍鋅鋼管φ150mm導水管接入中心水溝，導水管口高于中心溝溝底50cm，并安設單向止水閥。

圖3 富水段仰拱底排水示意圖

4 注意事項

4.1 加強超前預報

施工過程中，通過紅外探水檢測掌子面及周圍滲水情況，對檢測存在滲水較大的地方，先采用注漿止水的方式進行封堵，減少開挖后對滲水的處理，提前做好滲水檢測工作，避免后期處理難度大。

4.2 盲管外包土工布

采用盲管引排時，孔口盲管和隧底盲管必須使用100g/m土工布包裹，防止地下水中因長時間沉積的結晶物堵塞盲管，不能有效將水排出，保證排水通暢。

4.3 適當加密排水盲管

在滲水處理過程中，根據滲水量的大小，可適當加密排水盲管或多種引排措施并用，以能及時有效地將水引排為前提。

4.4 使用快凝水泥

滲水量較大的地方，采取注漿止水封堵時，需采用快凝水泥，注漿配合比根據現場試驗試配確定，以達到良好的止水效果。

5 結語

奉節隧道地下水發育地段，通過增加初支背后埋設盲管、支護后徑向注漿、開槽引流、邊墻設置泄水孔、隧底設置縱向盲管及逆向導水管等引排、散水收集、隧底引排的綜合排水措施，與常規的防排水設計措施相比，既能及時有效地將水引排，又避免了后期滲水的施工質量隱患，保證了隧道結構安全及避免后期運營期間二襯滲漏水風險，對類似隧道滲漏水處理具有一定的實際意義。