關于隧道涌水處理的探究

【摘 要】 本文主要從隧道涌水情況、工程設計、涌水現狀、涌水分析、處理、涌水方案等方面對隧道出現的涌水情況做處理方案，通過運用現場抽水，注漿堵塞等辦法安全確保了隧道施工的安全，圓滿完成施工任務，為以后的隧道涌水處理提高了借鑒。

【關鍵詞】 隧道；涌水；處理；方案

一、涌水情況

XX隧道位于內蒙古自治區，全長3353m，在隧道開挖施工時，在位于掌子面里程為DK58+755處，在拱頂左上方出現一小股直徑約5cm水流，立即采取了抽水措施，并繼續進行支護及下一循環作業開挖。在進行鉆爆施工時，拱頂在鉆孔到2.5m時出現噴水現象，拱頂左上方水量也變大，涌水越來越大，水泵滿足不了現場抽水，立即停止鉆孔，撤離現場。由于水量較大，購買四臺大功率水泵，分別從斜井、及出口向洞外抽水。

進行TSP203的超前地質預報檢測，同時委托第三方進行一次紅外探水檢測。通過第三方檢測單位對隧道進口進行紅外探水檢測，結果顯示掌子面前方20米無水。對隧道斜井的紅外探水檢測，結果顯示掌子面前方20米范圍內裂隙水較大。對進口及斜井的TSP203超前地質預報檢測，顯示DK58+755～+739段圍巖中風化，發育軟弱泥夾層，結構面較破碎，開挖后掌子面與拱部易松動掉塊，裂隙多發育，巖石體質的完整性與巖體自穩能力較差，該段有水。DK58+739～+720圍巖中風化，巖石體質軟硬相間，局部洞段裂隙發育，且較為破碎，結構面易松動，完整性較差，局部有水。根據檢測結果，及時組織設計單位、監理單位、施工單位及第三方檢測單位會議討論，要求停止斜井掌子面掘進，加強排水工作和監控量測工作等事項，確保隧道施工過程的安全。

二、工程設計情況

1、工程地質條件

DK58+670～DK58+700段設計為Ⅲ級圍巖下錨段，DK58+700～DK58+733段設計為普通Ⅲ級圍巖，巖體整體強度較高，巖體基本穩定。DK58+733～DK58+780段設計為Ⅳ級加強圍巖，受構造及風化影響，結構面很發育。DK58+680～DK58+780段位于V字型山溝的山腰上，設計埋深為120m-160m左右，山溝最低處位于DK58+654～DK58+670之間，屬于地表水匯集處，設計為Ⅲ級圍巖。

2、防排水設計

全隧二次襯砌混凝土抗滲等級不小于P8，初期支護與二次襯砌間采用分離式防水層，防水板采用EVA防水板。隧道施工縫采用兩種可靠的復合式防水措施，拱墻環向施工縫處設置外貼式橡膠止水帶+遇水膨脹止水條+遇水膨脹止水條，仰拱施工縫設置中埋式橡膠止水帶，縱向施工縫設鋼邊橡膠止水帶+遇水膨脹橡膠止水條。

洞內排水采用雙側水溝，隧道襯砌防水板背后環向設置φ50透水盲管，縱向間距10m并根據地下水發育情況調整，在地下水較大處增設1～2道；在隧道兩側邊墻墻腳外側設置縱向φ80盲管，每段縱向盲管中間設φ50PVC管泄水孔一處，接頭處通過三通連接；環向盲管與縱向盲管兩端均直接與隧道側溝連通，便于排水管路的維護。

3、施工方法及襯砌設計

DK58+680～DK58+700段設計為Ⅲ級圍巖下錨段，DK58+700～DK58+733段設計為普通Ⅲ級圍巖，初期支護采用C25噴射混凝土厚度7cm，拱部設置φ6鋼筋網片，網格間距25cm×25cm，邊墻采用素噴混凝土，拱部局部設置φ25中空注漿錨桿L=2.5米，間距（環1.2m×縱1.5m）梅花型布置。DK58+733～DK58+780段設計為Ⅳ級加強圍巖，初期支護采用主筋為Φ22的格柵做拱架，間距1m/榀，拱墻采用C25噴射混凝土厚度23cm，并設置φ6鋼筋網片，網格間距25cm×25cm，仰拱采用素噴混凝土；拱部設置φ25中空注漿錨桿，邊墻采用φ22砂漿錨桿L=2.5m，間距（環1.2m×縱1.2m）梅花型布置。

三、涌水前施工現狀、揭示地質情況

1、涌水前施工現狀

發生涌水時，進口掌子面里程為DK58+521，斜井方向掌子面里程為DK58+755，全隧剩余234m未掘進。

2、涌水前揭示地質情況

隧道斜井開挖至DK58+755附近揭示掌子面上部為弱風化大理巖，下部為褐黃色泥巖，中間有夾層。DK58+755以前開挖過程中洞內干燥，無地下水。

四、原因分析

1、涌水原因分析

根據地質勘察資料、隧道地表的地形及我部TSP203超前地質預報和第三方紅外探水檢測報告顯示。隧道內無暗河及溶洞等大的補給水源，此次涌水為地表水多年滲透存積形成水囊，通過隧道圍巖裂隙涌出，且水量較大。

2、地表水對隧道的影響分析

根據隧道開挖的情況，及地表地形分析，隧址地表水無法排出，全部滲入山體。根據此次涌水量觀察，隧道開挖后裂隙水對隧道支護的周邊壓力較大，待隧道施工完畢后，裂隙水若不能及時排除，則有被壓垮的危險。

五、處理方案

1、圍巖級別及支護襯砌調整

根據DK58+755涌水情況及補勘資料，隧道施工由進口施工完成剩余114m的工程。為保證施工安全，避免涌水在該工作面的發生，該段施工按照超前探測、超前注漿、超前支護的原則進行組織。

2、超前地質預報探測

掘進至DK58+567處時，對DK58+567～DK58+662段采用地球物理勘探（TSP203）進行了地質超前預報，同時委托第三方對隧道進口和斜井分別做紅外線探水檢測，根據檢測結果顯示，進口無較大裂隙水，斜井水源主要是地表水滲透形成裂隙水，且水量較大。

3、圍巖級別調整

根據超前地質鉆探、超前物探揭示，DK58+755～+720段為裂隙水集中區域，其中DK58+755～+720段巖石圍巖裂隙發育、易松動、局部強度較低、穩定性越差。因此對該段原設計的圍巖級別全部變更為Ⅴ級圍巖并加強支護參數。

4、注漿加固

針對超前探測及地質分析資料，DK58+755～+720、DK58+755～+785及DK58+680～720為涌水影響帶，涌水帶及充填物的流失必然會使得襯砌背后圍巖在一定范圍內形成空洞，一旦地表水通過裂隙或空洞流入隧道進行排出，將對地表植被造成一定影響，為了保證地表生態不受較大影響和施工安全及隧道結構在運營期間的安全，采取對涌水地段及周邊范圍的圍巖裂隙進行注漿封堵處理，以保證在隧道初期支護背后5m范圍內沒有空洞，既防止施工期間涌水的再次發生，也確保襯砌結構的永久安全。

注漿采用水泥水玻璃漿液，水泥漿與水玻璃漿體積比：1：1～0.8，水泥漿水灰比（重量比）1：0.5，過程中應對注漿壓力密切監控，當進漿量大、壓力上不去時應對漿液濃度進行調整。

5、支護及襯砌結構調整

根據地質圍巖級別的調整，結合現場開挖情況，對DK58+680～DK58+785段系統支護及二次襯砌參數進行了適當調整。

6、防排水措施調整

根據對隧道洞頂的調查，地下水的漏失只對地表植被產生影響，因此采用堵排結合的整治方案。

（1）、對裂隙水采用周邊注漿加固進行封堵，其范圍為開挖輪廓線外約5m，以保證在隧道初期支護背后沒有空洞，既防止施工期間涌水的再次發生，也確保襯砌結構的永久安全。

（2）、為有效引排裂隙水，采用加密環向排水盲管的方法，有效地將裂隙水通過隧道水溝排出。

六、體會

通過對本次隧道涌水的處理過程，體會到對于隧道涌水病害的治理，只能采用堵、排、疏的措施來解決。同時在處理過程中，根據現場實際及參與方案人員的經驗、儀器設備的配合，選出好的解決方案。既滿足施工的安全、進度和質量，又能達到費用最低的效果。