于金民

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊 830000）

1 工程概況

某輸水隧洞工程其中的一個(gè)施工標(biāo)段，全長5.2 km，地質(zhì)情況復(fù)雜，軟硬巖比重分別占46%和54%。從其地下水系統(tǒng)分析，在第三系巖層當(dāng)中，有著大量的裂隙承壓水，以及多層孔隙承壓水，同時(shí)水頭高度比較高。石炭系洞段以基巖裂隙潛水為主。

此次研究的隧洞穿越較大斷層有F72，F(xiàn)3等，壓扭性，走向?yàn)榻麰-W向和NW向，傾角較陡，其中F72斷層帶為某河大斷裂帶的一個(gè)重要分支斷裂，位于主洞樁號2+930-3+010段，走向近EW，據(jù)物探EH4測試成果其斷層影響帶寬度為80 m左右，斷層帶完整性較差，并富水，最大涌水量達(dá)2 674 m3/d，易發(fā)生圍巖坍塌、突涌水、涌泥涌砂等不良地質(zhì)災(zāi)害。

2 超前預(yù)處理方法總體原則

對F72斷層破碎帶進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，采用開挖面地質(zhì)素描、TSP203地震反射法和超前鉆探做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。以圍巖為對象，預(yù)測并實(shí)踐檢驗(yàn)其富水程度，以及其破碎程度。結(jié)合判斷得出的結(jié)果及之后進(jìn)行施工時(shí)選擇何種輔助手段，實(shí)際開挖時(shí)，加大對完成開挖地段的監(jiān)控量測力度并制定之后的施工方案。

3 F72斷層突涌水超前預(yù)處理施工方法

對隧洞發(fā)生較大的突涌水，應(yīng)按照“以堵為主，堵排結(jié)合”的原則，制定完善的應(yīng)急預(yù)案，以保障施工安全。

3.1 應(yīng)注意的問題

由于隧洞埋深普遍較大，地下水在隧洞中的出溢狀態(tài)復(fù)雜，存在重要的富水帶，在出現(xiàn)突發(fā)大涌水的可能時(shí)，應(yīng)采取超前工程措施，盡量避免出現(xiàn)大涌水、涌砂現(xiàn)象發(fā)生。承壓水洞段若隧洞出水量不大或基本無水時(shí)，應(yīng)盡可能及時(shí)封閉圍巖，避免隧洞出水量逐漸增大，嚴(yán)重惡化不良地質(zhì)洞段圍巖的穩(wěn)定條件，特別要防止隧洞滯后大涌水、涌砂和圍巖失穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 超前帷幕灌漿堵水

以新奧法原理為指導(dǎo)，對所有斷面采取封閉性的方式，將深孔進(jìn)行注漿處理，實(shí)現(xiàn)固結(jié)止水的目的，從而讓開挖面與隧道附近二者形成加固區(qū)，將地下當(dāng)中的水流路線切斷開來，確保圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)，提升開挖工作的安全性。

以開挖輪廓線為參考，在其外部5 m范圍的地段進(jìn)行注漿，注漿段長度一般按30 m設(shè)計(jì)，分三環(huán)實(shí)施：第一環(huán)30 m，第二環(huán)20 m，第三環(huán)12 m。全斷面共布設(shè)40個(gè)孔。從注漿段來看，在其完成注漿工作之后，預(yù)留5 m的長度不進(jìn)行開挖，呈傘形輻射狀，鉆孔布置成數(shù)圈，內(nèi)外圈按梅花形排列，并采用長短孔相結(jié)合，以達(dá)到注漿充分、不留死角，漿液擴(kuò)散半徑3.5 m，孔徑不小于φ75 mm，灌漿壓力2.5～3 MPa。

4 鉆孔作業(yè)

4.1 止?jié){墻施工

根據(jù)注漿規(guī)劃，對止?jié){墻進(jìn)行建設(shè)。就止?jié){墻而言，其位置選擇在開挖面的后側(cè)，墻的厚在0.8～1.0 m之間。

4.2 布孔

在工作平臺之上，測量人員根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)劃要求，運(yùn)用紅色的油漆對鉆孔部位進(jìn)行精準(zhǔn)的描畫，對其編號進(jìn)行標(biāo)注，將其位置直接定位標(biāo)識在掌子面上。

4.3 鉆孔

鉆出較大的水，無法繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，停止鉆孔，安裝閘閥，進(jìn)行封閉，測量涌水量和水壓力，然后進(jìn)行注漿。

鉆孔分段一般為5～6 m，出現(xiàn)以下情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整：凡遇斷層破碎帶處，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)并穿過破碎帶1 m后停鉆即為分段長度，鉆孔遇突然涌水，累計(jì)鉆孔出水量超過1 L/s，或其他巖洞段累計(jì)鉆孔出水量超過3 L/s時(shí)，應(yīng)停止鉆進(jìn)，均為一個(gè)分段長度。

超前預(yù)注漿中的各類鉆孔應(yīng)分段作孔斜測量。鉆孔過程中，以每5 m為間隔，允許最大偏差0.05 m進(jìn)行測量，對偏斜情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，查找出現(xiàn)偏斜的原因，采取措施予以糾正處理。

鉆孔過程中，需對孔號、發(fā)生溢水的部位、溢水量與相應(yīng)的水壓、進(jìn)尺等情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

4.4 鉆孔沖洗及壓水試驗(yàn)

壓水試驗(yàn)在裂隙沖洗后進(jìn)行，其壓入流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)是指在穩(wěn)定壓力下每2～5 min測讀1次，一直測讀4次，直到其數(shù)值的極大、極小值二者差值控制在最終值的10%范圍當(dāng)中，則停止壓水試驗(yàn)，將最終值當(dāng)作計(jì)算值。

另外，壓水試驗(yàn)前要通過壓力表（0～2 MPa）檢測每一分段的地下水靜水壓力，以便確定每一分段的注漿壓力。

5 注漿

1）設(shè)計(jì)注漿壓力

地下水靜水壓力不大于2 MPa時(shí)，P=P0×2；地下水靜水壓力大于2 MPa時(shí)，P=P0+（1.5～2）MPa。其中：P——注漿終壓，MPa；最少不能低于1.0 MPa；P0——地下水靜水壓力，MPa。

超前預(yù)注漿壓力P依據(jù)現(xiàn)場檢測的每一分段地下水靜水壓力、壓水試驗(yàn)及上述公式確定。

2）雙液注漿管路系統(tǒng)，見圖1。

圖1 雙液注漿管路

3）制漿。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)配合比采用制漿機(jī)進(jìn)行水泥漿液或水泥、水玻璃雙漿液的拌制，拌制時(shí)間不得少于30 s，且成品漿液需在4 h內(nèi)使用完。水玻璃采購波美度35 Be的成品，根據(jù)現(xiàn)場雙液注漿效果進(jìn)行配比調(diào)整。

4）進(jìn)漿。根據(jù)雙液注漿配比1∶0.3，調(diào)整雙液注漿機(jī)2根吸漿管漿液流速，保證經(jīng)混合器出來的漿液滿足設(shè)計(jì)配比1∶0.3的要求。施工過程中需先開水泥漿進(jìn)漿閥門，后開水玻璃進(jìn)漿閥門。停止注漿施工時(shí)需先關(guān)閉水玻璃進(jìn)漿閥門，后關(guān)閉水泥漿進(jìn)漿閥門。

5）出漿。出漿口設(shè)置2個(gè)壓力表（0～16 MPa），確?；旌掀鞒鰸{，漿液壓力滿足設(shè)計(jì)注漿壓力的要求后，打開進(jìn)漿閥注漿。

6 特殊情況下的注漿措施

1）注漿中斷。若發(fā)生長時(shí)間中斷，需對鉆孔進(jìn)行沖洗，同時(shí)對注漿設(shè)備進(jìn)行檢查，找到出現(xiàn)中斷的原因，針對性給出應(yīng)對策略，對處于中斷狀態(tài)的孔段再次進(jìn)行注漿。

2）串漿。如果出現(xiàn)串漿情況時(shí)，可將漿同時(shí)澆灌到出現(xiàn)串漿的深孔當(dāng)中，或通過堵頭對出現(xiàn)串漿的深孔進(jìn)行封堵，一直到完成灌漿之后，再把出現(xiàn)串漿的深孔打開，然后對其進(jìn)行清掃與沖洗，接下來繼續(xù)開展注漿或者是鉆機(jī)工作。

3）漏漿。如果巖層出現(xiàn)了嚴(yán)重漏漿情況的話，停止中斷注漿工作，查明原因。對吸漿量長時(shí)間不減小，壓力升高極其緩慢的灌漿孔段，應(yīng)采取“定量供漿、間歇灌漿”的方式處理。

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