涌水隧道施工技術控制方法

(中鐵十局二公司，河南鄭州 450000)

0 引言

佛嶺隧道位于績溪—黃山(歙縣呈村降)高速公路，全長3904 m，為左右線分離式曲線特長隧道，是安徽省境內已建和在建的最長公路隧道，也是績黃高速的關鍵性工程。佛嶺隧道于2008年12月動工，該隧道地質以圍巖破碎及涌水量大為特點，是制約隧道能否順利貫通的重難點問題，本文重點從處理隧道涌水方法方面進行探討，可為同類地質隧道施工提供參考。

1 工程概況

本項目負責佛嶺隧道進口端施工，左洞長1621 m，右洞長1589 m。佛嶺隧道右線樁號 YK24+516～YK26+105，全長1589 m，其中明洞11 m，Ⅴ級加強103 m，Ⅴ級一般360 m，Ⅳ級一般540 m，Ⅲ級575 m，左線樁號 ZK24+459～ZK26+080，全長1621 m，其中明洞16 m，Ⅴ級加強99 m，Ⅴ級一般406 m，Ⅳ級一般570 m，Ⅲ級530 m。

隧道地質圍巖結構較復雜，一共要穿過7個斷層帶，還有一個300 m的涌水段。

2 開挖方法及鉆爆作業

Ⅲ級圍巖段主要采用全斷面開挖法施工，全斷面法施工采用光面爆破沿隧道開挖線一次爆破成形。Ⅳ，Ⅴ級圍巖段主要采用臺階法施工。臺階法分2步開挖，Ⅳ，Ⅴ級圍巖上臺階高度約7 m，下臺階高度約3.4 m，臺階長度30 m～50 m，下臺階施工可分左右幅開挖，交替進行，以保證上臺階車輛通行。

因富含地下水，所使用的炸藥均為乳化炸藥，爆破方式采取導爆管引爆，電雷管起爆。斷面爆破均采用光面爆破技術，其效果保證達到周邊眼炮痕保留率80%(硬巖)和60%(中硬巖)以上，前后兩排炮周邊開挖輪廓錯臺小于10 cm。

3 涌水地段施工技術措施要點

圍巖較破碎的Ⅳ，Ⅴ級圍巖在本隧道涌水量較大，當預計隧道開挖工作面前方有承壓水，隧道通過圍巖破碎地段，往往伴隨涌水、流砂流泥現象。施工時因地制宜，采用“防、截、排、堵”相結合的治理方法。

3.1 防

建立地表溝槽導排系統及仰坡地表局部防滲處理，防止降雨和地表水下滲。

3.2 截

在正洞之外水源一側，采用深井降水，將儲藏豐富構造裂隙水，通過深井抽水排走，減少正洞的靜水和動水壓力，對地下水起到攔截作用。

3.3 排

有條件可考慮隧道在正洞水源下游一側開挖一條洞底低于正洞仰拱的泄水洞，用以降排正洞的地下水，或采用水平超前鉆孔真空負壓抽水的辦法，排除正洞的地下水。

3.4 堵

施工前采用地質超前預報技術探明前方水文地質情況，提前疏排或注漿止水。準確預報工作面前方20 m～25 m范圍的工程地質和水文地質情況，以便為制定施工方案和確定注漿參數提供依據。采用鉆眼排碴取樣分析，記錄鉆速、水質水量變化情況以及開挖后的巖面觀測素描，綜合判斷預報前方水文、地質條件。

3.4.1 注漿范圍

要確定加固區的大小，即確定圍巖塑性破壞區的大小，可以按巖體力學和彈塑性理論計算出開挖坑道后圍巖的壓力重力分布結果，并確定其塑性破壞區的大小，這也是應加固區的大小。

3.4.2 注漿數量及注漿材料選擇

注漿數量應根據加固區需充填的地層孔隙數量來確定。一般來講，不可能也無需將全部滲透孔隙充填密實，就可以達到加固和堵水的目的。

工程中常用充填率來估算和控制注漿總量。所謂充填率是指注漿體積占孔隙總體積的比率。于是注漿總量可按下式計算:

式中:Q——注漿總數量，m3;

A——被加固圍巖的體積，m3;

n——被加固圍巖的孔隙率，%;

a——過去實踐證實了的充填率，%。

后兩項參項可見表1。

表1 參數n和a的取值

4 結語

由于佛嶺隧道在Ⅴ級圍巖地段采取了“防、截、排、堵”相結合的治理方法，在涌水較集中地段根據圍巖及涌水量靈活采用超前輔助導坑引排涌水、超前注漿方法進行預支護，確保了該隧道的施工安全，同時采取中短臺階法施工，縮短了二襯及仰拱距掌子面距離，初支盡快閉合成環，有效抑制破碎圍巖的變形，為佛嶺隧道順利竣工起到了有效保障。

［1］魏志昌.象山隧道注漿堵水施工技術［J］.山西建筑，2010，36(7):329-330.