摘要：隧道穿越富水地層時(shí)，極易發(fā)生涌水突水事件，造成隧道塌方、支護(hù)變形等質(zhì)量事故，嚴(yán)重影響隧道正常施工，對(duì)人身和設(shè)備安全造成重大安全隱患。為保證正常施工，最大程度地減少富水隧道施工中造成的工程投入和人員傷亡，迫切需要解決這方面的施工技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：隧道；富水段；塌方；安全隱患

1、某隧道工程概況

1.1地理位置、地形地貌

某隧道總長(zhǎng)5519.15m（折算為左右洞平均值），為特長(zhǎng)隧道，在四川盆地東部暖濕亞熱帶氣候區(qū)。明月山（某隧道所屬山脈）槽谷中沿槽谷方向發(fā)育延伸的鹽井河，為季節(jié)性溪流，鹽井河水流于天生橋匯入鹽井口水庫(kù)，全長(zhǎng)約15Km，最大流量可達(dá)2.50-5.50m3/s，施工前需要先渠化防滲水處理。

1.2水文地質(zhì)條件

隧址區(qū)三疊系中下統(tǒng)碳酸鹽巖類分布于背斜軸部，因受兩側(cè)碎屑巖所構(gòu)成的中、低山嶺的夾持，具備有利的巖溶發(fā)育條件，形成了特有的隆脊型巖溶槽谷，巖溶發(fā)育與巖性、地貌條件關(guān)系密切；巖溶水運(yùn)動(dòng)和富集則受地質(zhì)構(gòu)造控制。三疊系上統(tǒng)須家河組砂、頁(yè)巖，和侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組砂、泥巖分布于背斜兩翼，巖層以傾斜狀態(tài)產(chǎn)出，具有形成碎屑巖孔隙裂隙層間承壓水和紅層承壓水良好儲(chǔ)水構(gòu)造條件。尤其是北西翼為緩翼，為典型的自流斜地，是較富水類型之一。

1.3某富水段隧道施工方案

洞身抗水壓襯砌段采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，且在施工中根據(jù)變形情況設(shè)置臨時(shí)仰拱，襯砌施作段一般滯后初期支護(hù)50-100m，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開挖情況和監(jiān)控量測(cè)結(jié)果確定。開挖施工中我們著重加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工。另外某隧道在穿越明月峽背斜軸部及兩翼巖溶槽谷穿越破碎帶、石膏、角礫巖、鹽井河底部等段落控制爆破震速不大于10cm/s。為了使隧道能順利通過富水地段，加快施工進(jìn)度，對(duì)隧道的施工方法和支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了研討，通過比選決定放棄不引入大型機(jī)械施工和臨時(shí)支護(hù)多的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等方法，確定施工方案為“超前物探、鉆探結(jié)合探水、超前注漿堵水、超短開挖（局部輔以弱爆破）、初支加強(qiáng)、仰供超前、二襯緊跟”。

1.3.1采用此施工方案的原因

工期緊，工程水文地質(zhì)復(fù)雜，IV、V級(jí)圍巖占70%以上，因此必須選擇一種能適應(yīng)地質(zhì)變化而迅速過渡的施工方法。能充分發(fā)揮先進(jìn)的大型施工機(jī)具的優(yōu)勢(shì)，提高工作效率，以求最佳的掘進(jìn)速度和經(jīng)濟(jì)效益。采用此方法，對(duì)圍巖擾動(dòng)小，支護(hù)能及時(shí)封閉成環(huán)。

1.3.2施工特點(diǎn)

施工空間大，通過了大型施工機(jī)械作業(yè)，施工效率高。施工方法轉(zhuǎn)換較快，進(jìn)度穩(wěn)定，安全和工期有保障。施工工藝簡(jiǎn)單，施工投入少。隧道不同段落采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等級(jí)不同

2、富水段施工方法

2.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

在隧道巖溶地區(qū)進(jìn)行勘查工作時(shí)采用TSP法長(zhǎng)距離探測(cè)破碎帶結(jié)合短距離紅外探測(cè)法進(jìn)行綜合物探能夠較好的完成工程中隧道巖溶勘查任務(wù)。通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明該方法能夠可靠的對(duì)巖溶隧道地質(zhì)進(jìn)行預(yù)報(bào)工作，對(duì)地質(zhì)信息的獲取比較快捷。

2.2探水及防突水突泥措施

鉆孔驗(yàn)證我們采用專用探水鉆機(jī)施工探水孔，探水孔孔徑（終孔）為55mm，鉆孔外偏角為10°，每次探水段長(zhǎng)30m，開挖25m，保留5m作為止水盤并開始下一循環(huán)探水，根據(jù)鉆孔出水量按設(shè)計(jì)預(yù)案進(jìn)行處治，很好的防止了突水突泥事故的發(fā)生。所以超前地質(zhì)預(yù)報(bào)須作為隧道施工工序中的重要一環(huán)落實(shí)到隧道施工的每個(gè)循環(huán)中。詳細(xì)記錄探水孔出水點(diǎn)位置、水量、水壓等。

2.3注漿堵水措施

預(yù)注漿的目的是防止巖溶突水突泥，確保施工安全，后注漿的目的是確保隧道建設(shè)不對(duì)生態(tài)產(chǎn)生大的影響。當(dāng)超前探水孔中6孔出水且總水量大于10m3/h時(shí)，啟動(dòng)全斷面注漿。設(shè)計(jì)為30m一環(huán)全斷面注漿，根據(jù)探水鉆孔探明的出水點(diǎn)位置，可調(diào)整注漿長(zhǎng)度，保留注漿止水巖盤5-10m；注漿孔孔徑=108mm，開孔孔徑150mm；注漿范圍為隧道平均開挖半徑（a）的1倍，單孔注漿有效擴(kuò)散半徑為R=3.60m，注漿孔底中心距D=1.50，R=5.40m，注漿最終壓力為靜水壓力的2-3倍；巖層破碎地段采用前進(jìn)式注漿，注漿分段長(zhǎng)度5-10m，巖層較好，涌水不大時(shí)，可一次全孔注漿；注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿液，水泥為P.0.32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比W/C=0.60-1.10，水玻璃波美度30-40Be，雙液體積比C/S=0.70-1.40，凝膠時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。其次是局部預(yù)注漿：根據(jù)探水鉆孔探明的出水點(diǎn)位置、水量和預(yù)注漿段巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育情況，布置注漿孔個(gè)數(shù)和位置，注漿孔孔徑為108mm，開孔孔徑150mm；注漿范圍為：出水通道范圍內(nèi)，隧道開挖外輪廓線以外5-6m，單孔注漿有效擴(kuò)散半徑R=3.60m，注漿結(jié)束最終壓力為凈水壓力的2-3倍；注漿材料采用水泥至水玻璃雙液漿液，水泥為P.042.5普通硅酸鹽水泥，水灰比W/C=0.60-1.10，水玻璃波美度30-40Be，雙液體積比C/S=0.70-1.40，凝膠時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。最后是后注漿：設(shè)計(jì)注漿范圍為隧道開挖外輪廓線外4m，注漿采用42小導(dǎo)管，孔口環(huán)向間距1.20m，縱向間距1.20m，梅花形布置，在集中出水點(diǎn)注漿孔加密，注漿小導(dǎo)管布置范圍根據(jù)開挖后滲漏水位置合理確定，不一定要全斷面布置，局部點(diǎn)出水可采用局部預(yù)注漿堵水方法處理。

2.4抗水壓襯砌

其一，環(huán)向盲管安裝，在原有的10m一道基礎(chǔ)上變更為3m一道，其二，在隧道起拱線部位每5m設(shè)置1個(gè)限水壓泄水孔，并通過排水管最終引入隧道中心水溝排出洞外，很好的解決了此段安全隱患。

2.5渠化創(chuàng)新及節(jié)約成本—巖溶槽谷段地表河流、溪流

隧道穿越后槽發(fā)育的鹽井河；左、右線穿越里程分別為ZK15+977、K15+991；該段鹽井河平面形態(tài)上呈“S”狀，溝寬5-15m，水深變化較大，一般深0.10-0.30m，局部由于沖涮形成深度相對(duì)較大的塘，深度約0.50-1.20m，故設(shè)計(jì)渠化措施流程如下：開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后→30cm素土夯實(shí)→表面鋪3cm厚砂漿找平→鋪設(shè)土工布→鋪設(shè)HDPE防滲膜→鋪設(shè)土工布→30cm粘土夯實(shí)→施作80cm厚C25混凝土明渠結(jié)構(gòu)。渠化范圍根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況具體確定，以阻止或減輕河流水下滲影響隧道施工為原則，并考慮隧道運(yùn)營(yíng)可能對(duì)河流的疏干影響。

2.6加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)

首先開挖面進(jìn)行的觀察：每次開挖后應(yīng)該進(jìn)行一次觀察，并做好觀測(cè)結(jié)果的記錄，當(dāng)?shù)刭|(zhì)的情況基本無變化時(shí)也可每天進(jìn)行一次。觀察后應(yīng)繪制開挖面略圖，填寫工作面狀態(tài)記錄及圍巖級(jí)別判定卡。初期支護(hù)完成區(qū)段觀察：每天至少進(jìn)行一次，觀察的內(nèi)容包括噴混凝土、錨桿、鋼架的狀態(tài)。其次水平凈空變化量測(cè)。每次開挖后立刻進(jìn)行，完成讀數(shù)。確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)合格后方才進(jìn)入下一循環(huán)開挖。然后拱頂下沉量測(cè)。拱頂下沉量測(cè)與水平凈空變化量測(cè)在同一量測(cè)斷面內(nèi)進(jìn)行，其量測(cè)頻率相同。

3、結(jié)語

該特長(zhǎng)隧道工期壓力大，社會(huì)關(guān)注度高，施工中采用“單側(cè)壁導(dǎo)坑法”及超前物探與鉆孔探水、超前注漿堵水、超短開挖（局部輔以弱爆破）、初支加強(qiáng)、仰拱超前、二襯緊跟等措施，并在地表下穿河渠地段，防止地表水下滲的防水渠化措施，很好地控制了圍巖的變形，順利通過了隧道富水地段并順利貫通，實(shí)現(xiàn)了安全、優(yōu)質(zhì)、快速施工。

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