臧坤

（中鐵四局集團第一工程有限公司　安徽合肥　230009）

前言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，地上空間的缺乏已經(jīng)出現(xiàn)，地下空間的開發(fā)逐漸受到了現(xiàn)代人的重視?，F(xiàn)在在中國的隧道已修建了6000km，而且隧道建設(shè)即將到9000km。然而，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道的建設(shè)所需技術(shù)的難度也較大，經(jīng)常發(fā)生突水地質(zhì)災(zāi)害。在發(fā)生突水突泥的前提下，應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定制定靈活、積極的預(yù)案，系統(tǒng)處理災(zāi)害，防止次生災(zāi)害發(fā)生。今后對隧道突水、突泥的研究，應(yīng)著眼于提高施工生產(chǎn)管理能力和土地災(zāi)害監(jiān)測的準確性，充分認識災(zāi)害的成因和機理，以更好地服務(wù)于隧道工程建設(shè)。

1　突泥突水災(zāi)害成因研究

1.1　地質(zhì)條件和突泥突水致災(zāi)機理

有時候水資源過于充足也容易造成突泥突水災(zāi)害。因此，河流、盆地、大平原等水資源豐富的區(qū)域特征。從地質(zhì)巖性的方面來看，碳酸鹽巖區(qū)是一種常見的容易發(fā)生突泥突水現(xiàn)象的地方。特別是在地質(zhì)容易出現(xiàn)裂縫、褶皺等地區(qū)，喀斯特地區(qū)和承壓含水層災(zāi)害多的地方的發(fā)生尤為突出。

通過大量的實例研究，發(fā)現(xiàn)其隱伏在斷層和局部構(gòu)造破碎帶中，喀斯特陷落柱和喀斯特塌洞隱伏引水構(gòu)造是水害的關(guān)鍵部位。在地質(zhì)構(gòu)造以及巖石力學(xué)結(jié)構(gòu)的研究，挖掘擾動和損傷機理，水巖相互作用機理，突泥突水是該底板隔水層和高壓水入侵預(yù)防分析法突出地下水環(huán)境演化的主要模式之間的關(guān)系。

此外，隧道埋深的高壓狀態(tài)也是突水突水的原因。綜合來看，“高壓、富水、不良地質(zhì)”的不利組合是誘發(fā)突泥突水的地質(zhì)條件。高壓、富水、不良地質(zhì)三大不利組合是突泥突水的地質(zhì)條件。

1.2　工序環(huán)節(jié)與預(yù)測預(yù)報

突泥突水災(zāi)害通常發(fā)生在兩個過程，即挖掘或清淤。在這兩個過程中，應(yīng)加強預(yù)防措施，注意防止突泥突水的發(fā)生。通過以前的災(zāi)害結(jié)果來看，許多隧道的突泥突水規(guī)模很大。因此，加強了地質(zhì)超前預(yù)報，及時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)不好的地區(qū)，如空洞等。做好預(yù)報工作，這樣就能及時發(fā)現(xiàn)險情，人員傷亡減少和資源損失降低。

1.3　工程處理

針對歷次突水和泥質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，措施包括：突發(fā)性災(zāi)害；首先，發(fā)生了小型的突水突泥；在修復(fù)過程中，由于水災(zāi)容易再次發(fā)生突水突泥；災(zāi)難發(fā)生時，大型洞室灌漿用于加固和基坑開挖的洞，沒有閘閥節(jié)流口處設(shè)置，造成災(zāi)害。根據(jù)上述災(zāi)害類型，災(zāi)害成因主要表現(xiàn)在三個方面：未發(fā)現(xiàn)風險源，發(fā)現(xiàn)風險源，技術(shù)解決方案不合理，發(fā)現(xiàn)風險源，但建設(shè)管理措施不到位。因此，建設(shè)單位要糾正這三個方面。并且在施工前要及時查探地形，若是復(fù)雜的地質(zhì)，應(yīng)加強超前預(yù)報、涌水處理、注漿質(zhì)量和開挖支護。

2　探測預(yù)報技術(shù)研究

研究表明，突泥突水地質(zhì)災(zāi)害的檢測和預(yù)報技術(shù)側(cè)重于地震波和聲波反射電磁波勘探和鉆井等，地質(zhì)學(xué)家利用地質(zhì)素描和SEM預(yù)測檢測方法，一些學(xué)者利用喀斯特電網(wǎng)仿真、喀斯特喀斯特地下水污染的水浸泡，權(quán)力分散的方法模擬方法進行探測，國內(nèi)外研究結(jié)果如下：路易斯，瓦弗迪斯等主要由電阻成像技術(shù)和地震反射波法檢測拉卡喀斯特含水層厚度；Franjo Sumanovac用二維電阻率成像技術(shù)、影像技術(shù)、雙梯度高分辨率反射法和克羅地亞地區(qū)喀斯特折射法進行檢測；在尼泊爾博卡拉流域喀斯特檢測參考電阻法和γ射線的規(guī)則。

3　災(zāi)害處治程序

在發(fā)生了突泥突水風險后，必須進行安全風險評估，此外，結(jié)合工程特點，嚴格制定安全可行的突泥突水處理方案。雖然在緊急情況下恢復(fù)重建是非常重要的，但清淤和救援的首要目的是在人們被困的情況下救人。在清理淤泥前，必須對泥沙淤積的安全性進行評估，并在情況發(fā)生時采取措施。

3.1　先擋后清

當清淤風險評估不安全時，必須按照清淤安全要求，在缺口后方提供支撐結(jié)構(gòu)。由于隧道的不同特點，可以采用不同的齒輪設(shè)置方案，例如：地面垂直設(shè)擋或洞內(nèi)迂回設(shè)擋方案。

3.1.1地面垂直設(shè)擋

對于回旋段掘進工程量大，當采用地面注漿封堵圍護結(jié)構(gòu)時，可采取較長的隧道循環(huán)，然后進行清淤。密封結(jié)構(gòu)應(yīng)由專業(yè)隊伍設(shè)計和應(yīng)用，并按允許透水性進行安全強度校核。

3.1.2洞內(nèi)迂回設(shè)擋

隧道施工中的突泥突水災(zāi)害，通過迂回導(dǎo)坑做的是突泥突水點在頂部，或采用垂直噴射注漿措施，完成塊體結(jié)構(gòu)后清淤。對于封閉結(jié)構(gòu)，專業(yè)設(shè)計應(yīng)由專業(yè)隊伍進行，并對其抗剪強度進行安全校核。

3.2　合理清淤

突泥突水爆發(fā)后清淤是困難而危險的。如果太粗心大意，清淤過程中很可能發(fā)生兩次突泥突水災(zāi)害。可能發(fā)生嚴重傷亡。在清淤過程中，應(yīng)采用小斷面；安全觀測措施隨時做好準備撤離；清淤到一定距離，并做安全評價；清淤過程中進行適當?shù)姆鈸酰龑τ俜e體注漿改良后再清理封擋。

4　潰口治理技術(shù)

4.1　水的處理

關(guān)鍵在于治理水資源的破壞，為了保證施工安全，對地下水壓力采取措施。根據(jù)當?shù)氐臈l件，不同的減壓措施應(yīng)用在不同的地層，如能量釋放減壓或鉆孔引流減壓。

4.1.1釋能降壓法

以高壓力和富水腔充滿水溶性、泥質(zhì)、砂、石以及地下河高水壓、儲量大，施工的巨大勢能和動能的漿體混合物易發(fā)生爆炸噴涂，非常危險，不能保證施工安全。因此，在施工過程中，能量的釋放和減壓技術(shù)應(yīng)采用。當隧道充滿型腔充滿高壓、富水時，應(yīng)將獨立通道設(shè)置在溶腔，和勢能和動能的充填型腔的精細爆破釋放，以低壓力或無壓力的情況下實現(xiàn)安全施工，勢能減壓技術(shù)意味著安全提高了。

4.1.2鉆孔排水降壓法

在地質(zhì)鉆孔斷層破碎帶時，應(yīng)采取排水方式，使處理更容易爆破灌漿，保證質(zhì)量，同時對隧道開挖過程中的高壓水風險去除起到重要作用。鉆孔排水鉆孔排水方案是破碎帶注漿壓力范圍。一般放電范圍以外的區(qū)域縱向爆裂的左右兩側(cè)各為5～8m，孔直徑為150mm。

4.2　地層加固

加固或噴射注漿法用于密封和注漿能突破改進，在加固土體的開挖面穩(wěn)定前，隧道開挖輪廓線5～8m，添加玻璃纖維錨桿注漿孔都可以形成一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的加固范圍，以保證加固質(zhì)量和提高填充砂注漿加固體的抗變形能力。

5　突水突泥災(zāi)害防范與應(yīng)對

為了防止突水的發(fā)生，有必要做兩項重要的工作，即風險的識別和評價，以及風險的控制和規(guī)避。

風險的識別與評估。

（1）設(shè)計單位根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料劃分隧道的危險等級，制定技術(shù)措施。

（2）施工單位進行風險的評估，制定詳細的安全防范管理專項機制。

（3）進行風險隧道預(yù)預(yù)測專項設(shè)計，包括過程管理。特別是要加強前向鉆井和超前鉆眼鉆進。

（4）設(shè)計組對水文監(jiān)測（雨量、水量、水壓）進行專項設(shè)計，由施工單位負責實施，由監(jiān)理單位負責核查。

（5）負責建設(shè)單位的先進鉆井和水文監(jiān)測、監(jiān)理單位的全過程地質(zhì)和水文站綜合分析，負責單位的設(shè)計工作。

（6）在進行施工時，在預(yù)計溶腔或故障發(fā)生時，施工單位進行風險的評估。該方案未開發(fā)之前，施工單位不得面爆開。

高風險隧道必須在風險識別與評估、風險控制和施工前規(guī)避整個過程中規(guī)范化。

6　結(jié)束語

突泥突水的爆發(fā)是毀滅性的。如果發(fā)生，將造成財產(chǎn)損失和工作時間的延誤，也可能造成人員傷亡和環(huán)境影響。施工單位要承擔風險隧道的風險，保證工程的安全，是施工單位的首要責任。因此，有必要采取預(yù)測措施進行風險評估，做好施工前的準備工作。解決這一問題的根本途徑是改進生產(chǎn)管理和工程技術(shù)，提高地質(zhì)災(zāi)害的探測精度。因此，開發(fā)突泥突水技術(shù)是一項緊迫的任務(wù)。

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[2]王成龍.談如何控制好住宅工程質(zhì)量通病[J].中華民居（下旬刊），2014（9）：420.

[3]王志恒.工程重大安全事故罪研究[D].大連海事大學(xué)，2014.