盧永燦

摘 要：本文針對高壓富水地層超深埋地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)，詳細介紹綜合超前地質(zhì)預報技術(shù)、巖爆預防和處理技術(shù)、地下水處理技術(shù)、通風技術(shù)，并通過實例說明復雜地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)的可行性，供同行參考和借鑒。

關鍵詞：高壓富水地層；超深埋；特長隧道；施工技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.106

0 引言

在高壓富水地層條件下，隧道工程首先需要做好排水以及通風工作，以確保工程在施工過程中的安全以及工程的質(zhì)量。此外，還需要做好巖爆預防處理工作，防止隧道在高壓的條件下出現(xiàn)塌方，形成嚴重的安全事故。

1 超前地質(zhì)預報技術(shù)

某隧道位于山谷中，深度約為580米，發(fā)生巖爆的埋深約為240米。該地段的圍巖主要為花崗閃巖以及微風化次石英斑巖，出現(xiàn)裂隙發(fā)育，圍巖巖體相對完整，并且穩(wěn)定性較良好。該隧道在施工期間根據(jù)施工特點以及地質(zhì)條件編制超前地質(zhì)預報方案，并且在超前地質(zhì)預報中應用TSP、地質(zhì)雷達、超前水平鉆、加深炮孔全隧貫通探測以及紅外探水等。

TSP顯示某一地段出現(xiàn)節(jié)理裂隙發(fā)育，周邊圍巖相對破碎，并且伴隨有地下水發(fā)育以及溶蝕裂隙發(fā)育等。根據(jù)其顯示的結(jié)果對著某段假地質(zhì)雷達探測，得出結(jié)果為該地段圍巖巖體大體完整，穩(wěn)定性良好等。

掌子面地質(zhì)概況為：巖石為灰色灰?guī)r，圍巖總體破碎，穩(wěn)定性一般，該段地下水由掌子面鉆孔中冒出，并且地下水具有壓力，出水量為2000m3/h。通過聯(lián)合超前取芯鉆孔及TSP，得出的預報結(jié)果為：掌子面前5米范圍之內(nèi)的巖石均為灰色灰?guī)r，巖體整體相對完整，并無明顯溶蝕裂隙發(fā)育，鉆孔處并未出現(xiàn)地下水；掌子面前5～16米范圍內(nèi)巖石為白云質(zhì)灰?guī)r夾雜白色灰?guī)r的情況，巖石整體相對破碎，出現(xiàn)溶蝕裂隙發(fā)育，即斷層破碎帶；掌子面前16～20米范圍內(nèi)，巖石為白色灰?guī)r、巖體整體相對完整，局部略有破碎；掌子面20～30米范圍內(nèi)巖石為白色灰?guī)r，巖體相對破碎，出現(xiàn)溶蝕裂隙發(fā)育，可斷定該地段為巖體破碎。

合理利用地質(zhì)預報儀器、技術(shù)以及相應設備，來建立超前地質(zhì)預報體系，合理將長期預報與中期預報得出的結(jié)果結(jié)合，獲取相對準確的地質(zhì)分析、地質(zhì)預報、地質(zhì)信息以及瀆職素描，從而實現(xiàn)一體化跟蹤預報技術(shù)。

2 巖爆預防及處理技術(shù)

弱巖爆可采用錨桿以及噴鋼釬維混凝土進行布設處理，從而來預防發(fā)生巖爆事故。在中等巖爆段應用局部掛網(wǎng)、錨桿以及噴鋼釬維混凝土來聯(lián)合解決問題。對于強巖爆、極強巖爆就需要應用特殊工藝來處理，首先需要應用應力來做一個防護網(wǎng)，隨后在安裝上網(wǎng)片以及錨桿，最后再采用噴上混凝土來進行支護，從而確保施工安全，防止發(fā)生巖爆事故。施加應力的目的就是讓圍巖上的應力提前得到釋放，從而實現(xiàn)調(diào)整圍巖應力的效果，而不是消除應力。巖爆預防及處理技術(shù)在一定程度上能夠降低巖爆事故發(fā)生概率，在隧道主炮孔爆破之前具有良好的防爆破作用。

要在安全時間之內(nèi)處理巖爆，需要尋求使用時間短、處理效果良好的技術(shù)，在此掛網(wǎng)以及水脹式錨桿較為適用。安裝水脹式錨桿使用的時間為2～3分鐘/根，并且安裝之后能夠立即受力，能夠快速實現(xiàn)支護作用，其與機械漲殼錨桿相比，每一根錨桿發(fā)揮支護作用所節(jié)約的時間為5～10分鐘。除此之外，水脹式錨桿不會受到墊板松動的影響而失去支護作用，該種錨桿的缺點為使用時間一長就會失去錨固效果，需要盡快補打，并且花費的成本相對較高。如果僅從操作性以及安全性方面來看，水脹式錨桿屬于首選。使用的網(wǎng)片規(guī)格、大小需大于錨桿的間距，并且網(wǎng)片的網(wǎng)孔需小于墊板，在安裝墊板之前需要讓網(wǎng)片穿過錨桿，隨后再固定墊板。

噴混凝土在一定程度上能夠改善圍巖的受力，防止其發(fā)生變形，特別是厚層噴的混凝土，能夠給予圍巖較大的支持力，從而能夠讓圍巖處于三維受力狀態(tài)之中，可有效防止發(fā)生巖爆事故。當掌子面掘進超前倍數(shù)為2倍的洞徑時，支護系統(tǒng)必須跟上速度；當巖爆強度較大時，應做好臨時支護工作。一般情況下，掌子面正前方屬于巖爆最為嚴重的地點，因此，除了對該地點進行加護之外，需應用9孔、14孔超前應力解除防爆工藝。

3 地下水處理技術(shù)

地下水處理技術(shù)相對較多，需要根據(jù)超前地質(zhì)預報得出的結(jié)果以及現(xiàn)場施工的具體情況來選取適合的地下水處理技術(shù)。地下水處理的原則為堵為主，排為輔。就上文中提到的隧道為例，分析該隧道使用的地下水處理技術(shù)。該隧道的某個出口自從涌出地下水以來，施工人員通過一個月的時間發(fā)現(xiàn)其水壓以及出水量發(fā)生的變化不明顯，并且出水清澈，地表也沒有發(fā)生缺水塌陷的情況。根據(jù)地質(zhì)預報得出的結(jié)果可知，其前房為溶蝕破碎帶，無大型溶洞，因此，施工人員決定應用泄水平導引排的方法，該法能夠讓施工正常施工。泄水平導就是將涌出的水引排，不但能夠讓施工恢復正常，而且還能夠保證隧道隧道的正常運營。

擇機封堵，即根據(jù)超前預報得出的結(jié)果，并且對施工安全不產(chǎn)生影響的情況下，首先揭露地下水，將掌子面掘前，讓其超出出水點一段距離，隨后對地下水進行處理。

超前預注漿，利用高壓且大流量的地下水來實施超前注漿，超前注漿使用的材料以及工藝均與超前帷幕灌漿相同，其不同之處為利用灌漿壓力來進行控制以及孔口管。在靜水壓力小于2MPa時，其可取3倍的靜水壓力；在靜水壓力為2～5MPa時，其可取任意壓力（不可超出7MPa）；在靜水壓力超出5MPa時，取靜水壓力可增加3MPa。

4 通風技術(shù)

某隧道的埋深最大限度為580米，處于高壓富水層，不能夠修建豎井。因此，該隧道整體設計成為上下單線隧道，讓隧道形成平行導洞無軌運輸線路。在該隧道施工過程中，使用射流巷道式通風技術(shù)，通過對氣體力學計算分析使用的通風技術(shù)，從而很好解決長距離隧道的通風技術(shù)。射流通風技術(shù)就是讓A線與B線形成壓力差，從而造成風循環(huán)，射流風機可將風送至掌子面相近的橫通道，再由軸流風、風管將隧道外新鮮風送至掌子面，從而能夠?qū)⑺淼纼?nèi)原有空氣排出，在一定程度上能夠保證施工環(huán)境的質(zhì)量。

5 結(jié)語

隧道處于高壓富水層會給其施工帶來較多的麻煩，特別是地下水涌出的問題，情況嚴重時會對施工安全以及施工進度產(chǎn)生嚴重的不良影響。因此，需要采用合理的方法來解決施工過程中出現(xiàn)的問題，以確保隧道工程施工的質(zhì)量以及施工人員的人身安全。

參考文獻：

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