隧道富水施工技術(shù)要點及難點

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司公路隧道分公司， 四川 成都 610000)

一般在隧道施工中，所遇到的最大的施工難點就是對地下水進(jìn)行處理，這是因為一旦在施工中發(fā)生富水突發(fā)事故，將會給工程進(jìn)度帶來極大影響。但是由于施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件以及土層圍巖特質(zhì)都各不相同，因此在實際施工中很難完全做好富水預(yù)防工作，采取有效及時的措施來對突發(fā)富水進(jìn)行治理就顯得非常必要。以下筆者就來針對這一問題，來結(jié)合實例談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 隧道富水的影響與危害

在隧道開挖施工的過程中，常常會出現(xiàn)地下水位高于所挖隧道基層的現(xiàn)象，或者是地下水位與隧道基層標(biāo)高基本在一個水平面上，則在施工中發(fā)生富水現(xiàn)象就是很難避免的。當(dāng)隧道施工出現(xiàn)涌水現(xiàn)象時，會造成一些不利的影響，主要有以下幾類：

（1）伴隨涌水，掌子面的穩(wěn)定性降低；這種問題尤其是在采用礦山法進(jìn)行隧道施工中最易發(fā)生，因為礦山法是以掌子面自己穩(wěn)定為基礎(chǔ)的，然而在存在裂縫的土砂圍巖與薄弱圍巖中，涌水會減弱掌子面的穩(wěn)固性，較易致使掌子面坍塌。

（2）隨著涌水，隧道的支護(hù)功能減弱；涌水導(dǎo)致圍巖和噴混凝土的附著減低，錨桿的錨固材料較易喪失，導(dǎo)致支護(hù)成效減弱。

（3）基底泥濘化；作業(yè)過程中，隧道底部水分占比較大，施工設(shè)備的行進(jìn)對基底產(chǎn)生影響導(dǎo)致其泥濘化，致使施工速度與安全水平下降。泥濘化突出的地方同樣會致使支護(hù)下降，對隧道穩(wěn)固性所產(chǎn)生的影響是不可小覷的。

（4）由于地下水位下降導(dǎo)致底層沉降：地下水位下降會導(dǎo)致地層下降，同時在很大程度上影響地表的構(gòu)筑物。地下水位下降由于比地表下降的范圍大，不但在隧道周圍，乃至100米之外的地方，在粘性土位置，同樣會產(chǎn)生地層沉降問題。

（5）地下水位下降導(dǎo)致水井干枯。

2 隧道富水突發(fā)的案例分析

在隧道施工中，設(shè)計人員必須要首先對山體的地下水位、巖石條件等參數(shù)進(jìn)行實地勘察，并預(yù)測在施工中哪些地方可能會發(fā)生富水現(xiàn)象，并提前做好處理整治方案，以確保施工安全和施工進(jìn)度。以下筆者就以某隧道工程為案例，分析其在施工中所采取的隧道富水施工技術(shù)。

2.1 工程概況

某高速公路在施工中需要進(jìn)行一條特長隧道的施工，左線隧道長 3150m，右線隧道長 3325.5m，為分離式隧道。在隧道開挖施工進(jìn)行到左線的K93+640處的地方時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了涌水現(xiàn)象，并且初期涌水時水壓較大，涌水現(xiàn)象持續(xù)了幾天后，水流逐漸變小。施工人員對該處的洞頂部位進(jìn)行了勘察，發(fā)現(xiàn)該處的地表是一條小河，河水經(jīng)過溶洞進(jìn)入了隧道，造成了涌水現(xiàn)象。隨后施工人員立即對小河進(jìn)行了筑壩攔截，并利用管道將河水引至山下。繼而再進(jìn)行鉆探勘察，全面了解了左線K93+575～K93+640之間的巖溶發(fā)育情況。發(fā)現(xiàn)這段巖溶發(fā)育促使了一部分地下水集中在一起，隨著隧道的進(jìn)一步開挖，這些地下水還會流入隧道，出現(xiàn)涌水突泥的現(xiàn)象。再加上當(dāng)?shù)貏倓偨?jīng)歷多天強(qiáng)降雨，雨水順著巖石裂縫滲透到地下，使涌水突發(fā)的程度更大，必須要采取有效的手段來治理和解決隧道涌水突泥的問題。

2.2 制定處理方案

根據(jù)以外的工程實踐經(jīng)驗，在處理隧道涌水現(xiàn)象時，必須要采取因地制宜、綜合治理的方式進(jìn)行處理。在本工程中，技術(shù)人員經(jīng)過勘測和商討，最終確定了涌水處理方案。即以堵為主，限量排放，堵排結(jié)合。其中進(jìn)行填充注漿施工是處理方案的核心，以下我們就來詳細(xì)分析填充注漿施工技術(shù)。

先應(yīng)當(dāng)在隧道溶洞身全斷面運用4—6m注漿，采用CD法進(jìn)行挖掘，隧道臺階運用CD法進(jìn)行作業(yè)，科學(xué)管控第一次爆破挖掘面積，嚴(yán)控單循環(huán)挖掘進(jìn)尺≤0.5米，而且在隧道挖掘的所有步驟都應(yīng)當(dāng)盡量完成全斷面支護(hù)封閉體系。巖體運用小導(dǎo)管灌漿進(jìn)行滲水的封堵，小導(dǎo)管運用半徑 21mm的熱軋無縫鋼管制成，縱向間隔距離為1.5m，環(huán)向間隔距離為0.5m，盡早進(jìn)行二次襯砌，C30二次襯砌厚度55～85 cm，要求二次襯砌距離掌子面不超過50 m，預(yù)留變形量26～32 cm。每根小導(dǎo)管長3．5 m，管上呈梅花型布置直徑為6～10 mm小孔，以利于漿液流動，采用鑿巖機(jī)打孔，運用錨固劑將管端縫隙封住，避免漿液冒出。注漿運用雙液漿，在水泥漿內(nèi)增添BR型防水劑和水玻璃，配置比具體是：防水劑：水玻璃：水泥：水=0.256：0.65：1：1。作業(yè)過程中，防水劑和水玻璃的增添水量依據(jù)現(xiàn)實狀況加以調(diào)節(jié)，以明確最好的凝固時長。

超前帷幕預(yù)注漿：開挖輪廓線外4～6 m，即洞內(nèi)全斷面注漿形成4～6 m的注漿殼。注漿壓力及單孔擴(kuò)散半徑：終孔時的壓力大概是靜水壓力的兩三倍；假如低下水壓小于3．0MPa，首先灌注C20混凝土厚度1．2 m的止?jié){墻在進(jìn)行注漿，注漿距離不可大于25 m。采用一次全孔注漿，擴(kuò)散半徑為2．2m，采用超細(xì)水泥漿，注漿壓力(終壓值)為凈水壓力的2～3倍。

注漿結(jié)束后運用小孔查驗。在隧道挖掘后，因為重力因素，挖掘后，拱部滲水、涌水不方便排出，在隧道作業(yè)過程中經(jīng)常碰到這種狀況，運用小導(dǎo)管注漿將涌水或者滲水引導(dǎo)到指定位置，之后再采用恰當(dāng)措施將其排出，將涌水量管控在不大于每分鐘0．2 L／m的水平。小導(dǎo)管注漿作業(yè)方式和超前注漿大體一樣，需要注意的是，在使用注漿管時，應(yīng)當(dāng)依據(jù)滲水和涌水的實際情況調(diào)節(jié)注漿管的地點、角度，且恰當(dāng)調(diào)節(jié)漿液配置比，讓漿液凝結(jié)時間盡可能減短。

灌漿之前，首先在水中心進(jìn)行打孔，之后在近似地質(zhì)狀況下的巖層中實施注漿實驗，基本了解有關(guān)參數(shù)，之后從周圍向中心逐漸灌漿，灌漿結(jié)束將孔封住。經(jīng)過大范圍地注漿，一方面能夠避免地下水資源的浪費，還能夠?qū)λ淼兰軜?gòu)起到增固的作用。

3 加強(qiáng)隧道施工的涌水預(yù)防

基于隧道施工中出現(xiàn)富水現(xiàn)象或涌水突泥現(xiàn)象會對施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、施工安全都造成極大的影響，我們在進(jìn)行隧道施工時，一定要積極做好相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)對預(yù)案，以盡量降低涌水所造成的損失。筆者聯(lián)系多項工程的實際經(jīng)驗，總結(jié)出在設(shè)計隧道涌水預(yù)防方案時，一定要按照“以排為主、防排結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的基本原則進(jìn)行設(shè)計，并且要盡量達(dá)到一次根治，不留后患的治理效果，以避免在竣工后再次發(fā)生涌水狀況。

4 結(jié)束語

總之，在隧道施工中對富水問題進(jìn)行治理是一項工程施工難點，必須要做好預(yù)防工作，積極應(yīng)對事故問題，及時采取有效處理方案進(jìn)行治理。上文通過分析富水問題的危害指出加強(qiáng)治理涌水現(xiàn)象的必要性，并以實際工程中的雙液漿止水技術(shù)為例，來分析了隧道工程中的涌水治理施工技術(shù)方法，希望能夠為相關(guān)人士提供一些借鑒依據(jù)。

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