嘎隆拉隧道斷層帶涌水處治

譚智丹，劉莉

（重慶市建筑科學研究院監(jiān)理公司重慶400020）

嘎隆拉隧道斷層帶涌水處治

譚智丹，劉莉

（重慶市建筑科學研究院監(jiān)理公司重慶400020）

嘎隆拉隧道全長3545m，為單洞特長隧道，本文著重介紹該隧道在施工過程中在F7斷層帶所產(chǎn)生的涌水現(xiàn)象及治理措施。

嘎隆拉隧道；涌水；治理；注漿

工程概況

嘎隆拉隧道處于崗日嘎布山脈，該山脈是進入墨脫境內(nèi)跨越的最高山，也是波密縣與墨脫縣的界山之一。嘎隆拉隧道為扎木至墨脫公路新改建工程的控制性工程，隧道起止樁號為CK48+235～CK51+780，全長3545m，為單洞特長隧道。

隧址區(qū)屬構(gòu)造強烈剝蝕、冰蝕作用強烈的高山峽谷冰川地貌，山勢險峻，溝谷發(fā)育，地形坡度大。崗日嘎布山山頂海拔均在4500m以上；海拔4000m以上為冰川作用地形，角峰、刃脊明顯；海拔3500～4000m為冰川運動區(qū)，冰蝕作用強烈，冰崩、雪崩發(fā)育。根據(jù)地勘資料，隧址區(qū)地層主要有第四系土層，及燕山—喜馬拉雅期的花崗巖類，基巖大多裸露，僅在山凹、緩坡及坡腳處被第四系土層所覆蓋。

第四系土層：分布于隧道處的山凹、緩坡及坡腳地帶，主要為崩坡積物和冰嘖物，北坡地段隧道進口厚度較大，為30～70m，南坡（隧道出口）較薄，為10～20m，物質(zhì)組成為塊石土和碎石夾塊石土，呈松散狀。

花崗巖類：花崗巖類沿崗日嘎布褶皺山脈走向廣泛分布，規(guī)模巨大。巖性主要為黑云母花崗巖、混合花崗巖、二云母花崗巖和花崗閃長巖等。隧道地段北坡（進口）夾有片麻狀花崗巖，石英片巖及黑云母片巖等；南坡（出口）地段基巖主要為花崗巖及混合花崗巖等，局部地段夾少量片巖、片麻巖等。巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，部分巖體受多組節(jié)理、裂隙切割呈危巖或危石狀，巖質(zhì)堅硬，基巖通常發(fā)育三組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為：285°～300°∠56°～72°、180°～210°∠55°～80°、330°∠30°～36°；節(jié)理面一般較平直而微波狀，開裂度0.5～3mm，少量大于3mm，延伸長度大于5m，節(jié)理間距0.2～1.0m，結(jié)合度一般。

黑云母片巖、石英片巖：分布在進洞口處，出露于里程樁號CK48+235～CK48+800，巖石片理、裂隙發(fā)育，呈強～弱風化狀，巖體破碎，走向與通麥至嘎寺斷裂近于平行，與隧道軸線近于垂直，產(chǎn)狀210°∠44°。

隧址區(qū)處在兩條區(qū)域斷裂影響內(nèi)，并發(fā)現(xiàn)洞身及其附近存在7條小斷層，其中4條通過隧道路線，其分別交于CK48+ 875～CK48+920、CK49+960～CK50+010、CK50+200～CK50+ 250、CK50+780～CK50+830附近。

地勘資料顯示，CK48+630～CK48+830段圍巖主要為弱、微風化黑云母變粒巖、黑云母花崗巖、黑云母石英片巖，裂隙稍發(fā)育，巖質(zhì)堅硬，較完整，巖芯多呈中長柱狀，穩(wěn)定性較好，巖石極限抗壓強度為120～200MPa，開挖無支護時可能掉塊；含少量基巖風化裂隙水，具弱承壓性，施工時有滲水、漏水現(xiàn)象，應加強、監(jiān)測排水。設(shè)計圍巖級別為Ⅲ級。

1 涌水狀況

2009年10月20日，隧道進口段K48+860，在1號緊急停車帶施工過程中，地下水自拱墻片狀出露。10月20日中午13時，在施工隊進行打炮眼作業(yè)中，掌子面右下側(cè)兩個掏槽眼鉆進深度約2m時，該孔眼突然出現(xiàn)涌水，具有強承壓性，地下水壓將鉆桿自孔內(nèi)沖出，流速較大，水平直射距離約達5m左右，初步估計水壓可達2MPa，出水量最高達到約300～400m3/h。

2009年10月23日上午，隧道參建各方相關(guān)人員進行現(xiàn)場查勘后，隨后召開專題聯(lián)席會議。會議決定：對于K48+860掌子面的涌水情況，在現(xiàn)掌子面施作泄水孔進行泄壓泄水，根據(jù)實際情況確定進一步處理方案，同時加大抽排水力度。

2009年10月24日～10月25日，施工單位按10月23日會議決定，加大抽排力度，并在掌子面利用Φ89潛孔鉆進行泄水孔作業(yè)。當?shù)谝粋€泄水孔（距隧道底板高約1．5m的中線左右位置）鉆至6～7m時，該孔地下水突然噴射而出，強大的水壓將鉆桿自孔內(nèi)推出，由于掌子面出水較大，洞內(nèi)水量激增并將附近正在抽水的設(shè)備淹沒，并造成洞內(nèi)集水，后施工單位及時組織力量進行了抽排，投入5臺22KW抽水泵對集水進行排抽，使得抽排量與出水量維持平衡。隧道內(nèi)集水情況得到了控制和緩解。

由于本次涌水屬突發(fā)情況，涌水前沒有準確預報，對涌水也沒有足夠預備措施，抽水設(shè)備的抽水能力相對不足，且隧道為4．1%的較大反坡，掘進里程較長，已達625m，抽水存在一定困難，加之本工程所在地電力供應、運輸條件等客觀條件限制，致使洞內(nèi)積水最高接近100m，經(jīng)過努力，積水得到控制。

本次涌水地段圍巖主要為弱風化、微風化黑云母變粒巖黑云母花崗巖、黑云母石英片巖，均屬微、弱風化的硬巖，完整性較好；地下水自拱墻片狀出露，水溫5℃左右。

2 斷層破碎帶涌水原因分析

2．1 區(qū)域構(gòu)造

隧道處在兩條區(qū)域斷裂影響內(nèi)，分別為近似平行于線路的馬尼翁斷裂和在進口段垂直于線路的嘎龍寺斷裂，F(xiàn)7斷層分布在兩條區(qū)域斷裂之內(nèi)，為次級構(gòu)造，見圖1。由于F7斷層位于區(qū)域斷裂內(nèi)，推測其延伸部位分別與馬尼翁斷裂及嘎龍寺斷裂相交，導致這些斷裂內(nèi)的構(gòu)造裂隙水相互貫通，構(gòu)造裂隙水儲量大。

2．2 地質(zhì)情況

進口段開挖地層巖性主要為黑云母片巖、石英片巖及花崗片麻巖，巖石片理、裂隙發(fā)育，呈強～弱風化狀，巖體破碎；地層產(chǎn)狀210°∠44°。上覆第四系土層主要為崩坡積物和冰磧物，厚度較大，為30～70m，物質(zhì)組成為塊石土和碎石夾塊石土，呈松散狀，含較豐富的孔隙水。由于地層傾向與坡向相反，地下水在沿坡向向下逕流時受到一定的阻擋，而在沿地層走向方向逕流時相對較為暢通；即在隧道開挖后，地下水沿地層走向與F7斷層走向方向逕流量較大。

由于上述兩方面的原因，導致隧道開挖后F7斷層涌水量較大。但由于現(xiàn)在是冰雪季節(jié)，冰雪融水量不大，地表水大多結(jié)冰，由地表融水匯入隧道內(nèi)不是主要原因，隧道涌水量更多的是受區(qū)域構(gòu)造裂隙水影響。

3 涌水處理措施及效果

在隧道涌水地段，在加大抽排水力度情況下，考慮目前掌子面地質(zhì)情況較好，施工單位目前進行了試驗性開挖。開挖前，主要采用對掌子面周邊進行注漿。

⑴注漿范圍：拱頂120°范圍，其它部位視情況而定。

⑵導管間距：拱頂120°范圍內(nèi)施作一環(huán)，間距30cm，其它部位視情況間距30～60cm。

⑶小導管規(guī)格：Φ42注漿小導管，長度5m。

根據(jù)試驗性開挖結(jié)果以及綜合考慮本項目隧道施工條件，采取后續(xù)施工處理方案如下：進一步加強超前地質(zhì)預報工作，尤其是水平鉆探工作，須保證開挖面前方10m左右的地質(zhì)情況有較為清晰的了解。該要求是個基礎(chǔ)工作，需要進一步探明F7斷層性質(zhì)，判定目前地質(zhì)情況就是F7斷層，還是其影響帶。

圖1 隧址區(qū)地質(zhì)平面圖

如前方地質(zhì)條件和當前掌子面情況類似，可按目前施工方案實施，但應加強排水，并做好若出現(xiàn)大量涌水的應急預案。初期支護完成后應及時進行圍巖系統(tǒng)錨桿注漿（建議將中空錨桿改為Φ42注漿小導管，參數(shù)不變），對于較大的股狀涌水應暫時設(shè)置泄水管，后期再集中進行注漿封堵。措施效果明顯，面對涌水，效果明顯，排水通暢，保證施工正常進行。

如前方地質(zhì)條件有所惡化，但圍巖仍為巖石，只是節(jié)理相對發(fā)育，涌水量略微增加時，建議進一步加強超前支護，建議施作長度不小于20mΦ108大管棚，防止拱頂因地質(zhì)條件惡化可能導致的突然坍塌現(xiàn)象。這樣排水得到加強，并且保障了安全。

如前方地質(zhì)條件有較大惡化，出現(xiàn)了土石錯層甚至含土較多或夾泥質(zhì)等強風化圍巖，涌水量有較明顯增加，采用全斷面注漿，其目的是有效堵水和改善圍巖性質(zhì)，主要思想仍是防坍塌。全斷面帷幕注漿由于注漿范圍大，在隧道周邊及前方構(gòu)筑一道隔水保護圈，阻隔地下水進入隧道并減輕隧道結(jié)構(gòu)外水壓力，同時改善圍巖的力學性質(zhì)，可一定程度上提高斷層破碎帶圍巖強度，抵御地壓能力亦會增加，減小了作用在襯砌結(jié)構(gòu)上的永久荷載，減輕了隧道結(jié)構(gòu)壓力，具有施工過程中安全性高、堵水效果好的優(yōu)點，但投資大，對設(shè)備、機械要求較高，施工周期長。迫于特殊環(huán)境，盡管成本較大，但能解決這樣的難題。

綜上所述，在圍巖條件較好但現(xiàn)行施工試驗方案不能完全保證安全的情況下，建議施作超前大管棚局部加強超前支護，優(yōu)點是在不增加大量投資和耽擱工期的前提下能保證掌子面及隧道安全。若圍巖劣化嚴重，現(xiàn)行施工試驗方案不能滿足安全要求，則需要考慮進行全斷面帷幕注漿。

4 幾點體會

隧道設(shè)計必須體現(xiàn)動態(tài)設(shè)計理念，設(shè)計人員應根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，及時對設(shè)計方案進行必要完善。

由于許多因素影響了隧道地質(zhì)勘探工作，導致了隧道掘進面前方圍巖情況的錯誤判斷，因此應補充勘探和加強超前地質(zhì)預報工作。

在高海拔地質(zhì)條件不穩(wěn)定地區(qū)進行隧道工程建設(shè)，地質(zhì)預報工作對隧道施工有著不可替代的指導作用，必須按照《設(shè)計文件》及相關(guān)規(guī)定認真進行，為隧道建設(shè)提供有力支持。

[1]JTJ042—94，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]周愛國.隧道工程現(xiàn)場施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2004.

責任編輯：余詠梅

能工巧匠

巧做簡易機械手

房屋建筑施工階段或建筑物日常保潔中，經(jīng)常會遇到這樣的情況：蹲式大便器立管內(nèi)掉入了雜物，用手掏不但臟，而且因為立管深、手臂短而摸不著。現(xiàn)介紹一種簡易機械手，可解決這一難題。它制作簡單，使用方便．

使用時，把機械手伸入大便器下水管深處，觸到掉落的物件后向下推動推拉桿，鋼絲抓鉤向內(nèi)合龍，便會抓住掉落的物品。

1．手柄數(shù)量為1根，可用拖布把等圓木棒制作。

2．推拉桿數(shù)量為1個，可用8號鐵絲制作。

3．推拉桿控位支架數(shù)量為2或3個，可用8號鐵絲制作。

4．抓鉤數(shù)量為10個左右，用16～18號鐵絲制作，用16號鐵絲與手柄扎牢。

（摘自：《建筑工人》）

Measures for Controlling Gushing-up Water at Tunnel Galongla Faultage

This paper,by focusing on Galongla Tunnel,which is a long single-hole tunnel 3545m in length,introduces to the reader about the controlling measures adopted to choke off the water gushing at F7 fault in the process of its construction.

Galongla Tunnel;gushing water;governance;grouting

U455

A

1671-9107（2010）11-0011-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.11.011

2010-9-13

譚智丹（1981-），重慶人，助理工程師，主要從事道路和橋梁隧道監(jiān)理工作。

劉莉（1982-），重慶人，助理工程師，主要從事道路和橋梁隧道監(jiān)理工作。