摘要：本文結(jié)合某隧道涌水塌方段地質(zhì)條件的調(diào)查、前期勘察及開挖揭示資料，對隧道涌水的成因機(jī)制進(jìn)行研究。根據(jù)地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)本隧道的涌水特征選擇止水法處理涌水。研究結(jié)果可為今后類似條件下隧道施工中的涌水處理提供參考。

關(guān)鍵詞：隧道、涌水、止水法

1、引言：

隧道工程是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜涉及學(xué)科眾多的學(xué)科，目前在隧道施工過程中遇到的涌水地質(zhì)災(zāi)害問題日趨突出，被勘察設(shè)計(jì)部門列為隧道修建過程中必須首先考慮的重點(diǎn)問題之一。并且目前我國的公路和鐵路隧道眾多，據(jù)統(tǒng)計(jì)至今修成的公路隧道中約40%的隧道都存在著嚴(yán)重程度不等的滲透水和涌水問題，影響了公路運(yùn)行。尤其是在隧道的掘進(jìn)過程中，有時(shí)會遭遇到特別大的涌水或突發(fā)的涌水狀況，不僅非常影響工期，有時(shí)會造成人員的傷亡。解決這一問題的關(guān)鍵之處在于，做好隧道修建過程中可能的涌水段的識別、涌水原因的分析以及提出行之有效的治理措施。針對這一問題，國內(nèi)外的許多專家和學(xué)者都進(jìn)行了長期的努力和研究，這也成為了一項(xiàng)共同研究的重大課題。

2、形成原因：

隧道斷層帶發(fā)生涌水的原因與隧道開挖區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境有著密切的關(guān)系，例如隧道周邊的水源補(bǔ)給條件、周邊圍巖的存儲條件、斷層裂隙之間的聯(lián)通條件等。

2.1補(bǔ)給水源

隧道開挖時(shí)發(fā)生涌水的首要條件是隧道周圍的補(bǔ)給水源較為充足，涌水的補(bǔ)給水源主要有以下幾種：地表大氣降水、老窯水、古礦洞水、地下暗河水、溶洞內(nèi)積水、斷層水、裂隙水。在以上補(bǔ)給水源中地表大氣降水、老窯水、古礦洞水、地下暗河水、溶洞內(nèi)積水容易引發(fā)涌水，對隧道施工的正常進(jìn)行威脅最大；在隧道施工過程中斷層水、裂隙水是涌水最常見的補(bǔ)給水源。涌水不僅惡化作業(yè)環(huán)境，影響隧道的正常施工，還會致使掌子面圍巖強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低，增加施工的難度。

2.2存儲條件

斷層段巖體受反復(fù)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，受兩邊巖體擠壓和多次豎向拉伸作用影響，巖石破碎，透水能力強(qiáng)斷，裂隙空間大，地下水在該區(qū)域運(yùn)移通暢，儲存空間廣泛。

貯存在斷層裂隙中的地下水稱為斷層水，在隧道的掘進(jìn)施工中，經(jīng)過的斷層帶，很大部分都會賦存數(shù)量不定的斷層水，所以，斷層水在隧道施工中較為常見，一般情況下，斷層中存儲的地下水量并不是很大，單純的斷層水對隧道施工的影響不是很大，但是，當(dāng)破碎斷層作為隧道與地表水或地下暗河的連通通道時(shí)，斷層水得到源源不斷的補(bǔ)充，就會以涌水的形式出現(xiàn)，對隧道的施工和安全造成嚴(yán)重影響。

地下水在隧道斷層中的存儲形式有兩部分構(gòu)成，一種稱為靜儲量，即隧道開挖前，段層中長期賦存的地下水，但是，當(dāng)隧道開挖破壞斷層構(gòu)造面以后，地下水經(jīng)過隧道臨空面不斷的涌出，此時(shí)地表水體就會補(bǔ)給斷層中的地下水，形成動(dòng)儲量。如果斷層水沒有充足的補(bǔ)給水源時(shí)，在施工排水中靜儲量將不斷減少，直至斷層水被全部疏干。在隧道開挖早期，斷層水以靜儲量為主，隨著地下水的不斷排出，動(dòng)儲量的比例將逐漸增加。

2.3連通條件

隧道破碎斷層段圍巖的透水性強(qiáng)，作為隧道與地表水或地下暗河的連通通道，使地下水得到源源不斷的補(bǔ)充，為涌水提供了通道。

涌水塌方段山體中斷層帶及其影響帶內(nèi)劈理、揉皺等次級構(gòu)造較發(fā)育，透水性強(qiáng)，并且山體內(nèi)這些斷層、相互交接，部分互通并延伸于地表，通過斷層裂隙與地表水和表層孔隙水產(chǎn)生水力聯(lián)系，而且向地下延伸極遠(yuǎn)，深于隧洞所在部位。

3、隧道施工涌水處處理措施

在涌水或滲水嚴(yán)重的圍巖段，水的侵蝕對初期支護(hù)混凝土具有腐蝕性，長時(shí)間作用會破壞初期支護(hù)的受力結(jié)構(gòu)、影響隧道使用壽命。地下水大量進(jìn)入隧道排水系統(tǒng)，不僅會加重隧道排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)更會使地下水位下降影響地表植被。

該隧道六級圍巖位于F4破碎斷層帶，該斷層地表為山區(qū)低洼地形，形成了一個(gè)很大的匯水區(qū)，大氣降雨及遠(yuǎn)山地表水都可以匯集于此。下部為F4斷層破碎帶，圍巖以黃褐色奧陶系（Oz）的壓碎巖，角礫巖、糜棱巖，斷層泥為主，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理、裂隙極發(fā)育，圍巖極為松散破碎，整體穩(wěn)定性極差，滲水嚴(yán)重。地下水在斷層裂隙中運(yùn)移暢通無阻，隧道掘進(jìn)到該斷層帶時(shí)，洞內(nèi)水量明顯增大。涌水、突泥現(xiàn)在頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重地影響隧道結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和施工的正常進(jìn)行，隧道掘進(jìn)過程中暫停工不斷。

目前在國內(nèi)外隧洞施工中，涌水處理的方法大體上分為兩大類，即排除涌水的方法（排水法）和阻止涌水的方法（止水法）（見圖1）。

圖1 涌水處理方法

經(jīng)隧道涌水原因分析可知，該隧道斷層水存儲量豐富，地表水源補(bǔ)給充足，連通條件良好，開挖后地下水能得到源源不斷的補(bǔ)償，如果采用排水法，由于地下水補(bǔ)給充分，勢必導(dǎo)致水害治理工作進(jìn)行得不徹底，給工程帶來各種水害影響，產(chǎn)生種種不良的后果，同時(shí)又可能造成水源枯竭，影響生態(tài)環(huán)境和周邊群眾的正常生活，而且涌水會把圍巖裂隙中的填充物質(zhì)一并帶走，使得地下水運(yùn)移更加暢通，增強(qiáng)了地表降水的補(bǔ)給。

需要注意的是在涌水段開挖施工時(shí)應(yīng)采用三臺階七步開挖法，隧道掘進(jìn)過程中掌子面自上而下分為上臺階、中臺階、下臺階以及仰拱四個(gè)不同的部位分別進(jìn)行開挖支護(hù)，前后左右一共七個(gè)不同的施工面互相錯(cuò)開，同時(shí)開挖、支護(hù)，形成閉合的整體，縮短施工循環(huán)時(shí)間，穩(wěn)步向隧道縱深掘進(jìn)。三臺階七步開挖法實(shí)際與雙臺階開挖法相似，拱部采用預(yù)留核土心的環(huán)形開挖法，通過核心土來增加掌子面的穩(wěn)定，中臺階和下臺階同樣是先開挖兩側(cè)，中間土體保持不動(dòng)，來增加掌子面的穩(wěn)定。三臺階七步開挖法施工是以機(jī)械為主，人工輔助修邊的方法。

4、小結(jié)

本文結(jié)合某隧道涌水塌方段地質(zhì)條件的調(diào)查、前期勘察及開挖揭示資料，對隧道涌水的形成條件進(jìn)行研究。根據(jù)隧道自身的特點(diǎn)，經(jīng)對比分析，確定本隧道涌水選用止水法處理。之后發(fā)現(xiàn)隧道排水量明顯減少，有效的抑制的地下水的流失，地表水位變化不大。