長大深埋地鐵隧道涌水治理方案

張 建 波

(北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司，重慶 401147)

長大深埋地鐵隧道涌水治理方案

張 建 波

(北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司，重慶 401147)

針對軌道交通地下區(qū)間涌水的情況，以重慶軌道交通一號線中梁山隧道為例，詳細論述了地鐵隧道不同涌水部位分別制定的針對性治理方案，旨在對類似工程提供一些參考。

隧道，涌水，注漿

隧道涌水一直是鐵路建設(shè)過程中遇到的技術(shù)難題，在地勢相對平坦的城市，建設(shè)軌道交通卻很少遇到。在重慶，由于自身特殊的地勢條件，地鐵建設(shè)過程中經(jīng)常遇到隧道涌水的情況。本文以重慶市軌道交通一號線中梁山隧道為例，列舉了幾種不同的涌水部位，制定針對性的治理方案。

1 工程概況

中梁山隧道為重慶市軌道交通一號線(沙坪壩—大學(xué)城段)二期工程雙碑北站—賴家橋站區(qū)間的一部分，是目前我國城市軌道交通領(lǐng)域中已運營的最長的長大山嶺隧道。隧道全長4.329 km，最大埋深約270 m，除洞口段外均為深埋隧道。隧道襯砌結(jié)構(gòu)按新奧法原理設(shè)計，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，鉆爆法施工。中梁山隧道穿越多個地層，施工中遇到高壓地下水、腐蝕性地下水、瓦斯、煤層、溶洞、暗河、石膏巖等復(fù)雜地質(zhì)條件。

1.1 地質(zhì)條件

中梁山隧道位于沙坪壩區(qū)，整體呈東西走向，橫穿中梁山山脈，屬于中部構(gòu)造低山區(qū)，海拔高程：220 m～580 m左右。隧道走向262°，與地質(zhì)構(gòu)造線基本呈正交，隧道穿過觀音峽背斜軸部，為深埋隧道，圍巖主要為Ⅲ級～Ⅴ級。沿線出露地層主要為第四系崩坡積土、粉質(zhì)粘土、粘土。根據(jù)地勘資料顯示，K26+750～K26+850段區(qū)間呈直線型，前進方向262°，隧洞軸線與巖層走向近于直交，隧道埋深65 m～225 m。隧址屬構(gòu)造剝蝕低山槽谷地貌的西槽谷區(qū)，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)雷口坡組、三疊系下統(tǒng)嘉陵江組地層，巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育～較發(fā)育，層理發(fā)育，層間結(jié)合一般～好；巖性以碳酸鹽巖為主，偶夾泥質(zhì)巖類；巖溶凹槽、暗河較發(fā)育。

1.2 涌水區(qū)域介紹

當(dāng)掘進至K26+750～K26+850里程時發(fā)生涌水，涌水段主要分布巖層為灰?guī)r與灰?guī)r角礫巖，涌水區(qū)域主要分為拱墻部位、底板部位及局部滲漏水區(qū)域。根據(jù)地勘資料顯示及現(xiàn)場勘探，滲漏水主要來源于灰?guī)r裂隙水。

2 治理原則

2.1 水源分析

制定治理方案之前必須對涌水的來源、規(guī)模、水質(zhì)等進行分析。首先通過紅外線探水等物探手段探明水源的空間構(gòu)造及規(guī)模，其次進行鉆孔驗證物探的結(jié)果，測得水壓、水量等直觀信息。

2.2 分區(qū)治理

根據(jù)不同的涌水區(qū)域分別制定不同的治理方案。分為拱墻部位治理方案、底板部位治理方案及局部滲漏水治理方案。

2.3 以堵為主，堵排結(jié)合

技術(shù)可行：在現(xiàn)有工作條件的基礎(chǔ)上，制定可行的注漿方案，以滿足項目施工要求為第一目標(biāo)，有效封堵圍巖涌水，并保證施工期間出現(xiàn)的各種相關(guān)情況的順利處理。

經(jīng)濟合理：在方案設(shè)計和注漿施工過程中，在技術(shù)可行的前提下，始終秉承經(jīng)濟合理的理念。

3 治理方案

3.1 拱墻涌水治理方案

1)深部注漿。針對拱頂及邊破碎帶涌水，治理方案采用先期施工帷幕截流深孔，對該角礫巖破碎帶進行全面滲透固結(jié)注漿。2)淺部注漿。在深孔注漿形成帷幕止?jié){墻后，水壓必然升高，對隧道的襯砌形成安全隱患；而且深孔注漿過程中水泥漿液會跟隨裂隙進入隧道開挖輪廓以外，這樣不僅導(dǎo)致漿液的流失同時流失的漿液也會對隧道的襯砌形成一定的壓力。所以在深部注漿后必須進行淺部注漿，才能保證注漿效果。淺層加固注漿采用恒壓循環(huán)注漿方法進行。

3.2 底板涌水治理方案

底板涌水分兩步進行，第一步淺部注漿形成止?jié){巖盤，第二步深部注漿徹底封堵裂隙水源頭。1)淺部注漿。淺層加固注漿采用恒壓循環(huán)注漿方法，設(shè)計注漿壓力為1 MPa～3 MPa，在達到注漿終壓后采用循環(huán)注漿持續(xù)至鉆孔注漿量低于1 L/min方可結(jié)束。2)深部注漿。在注漿施工中，采用“遇水即注”的前進式注漿方法，深孔帷幕截流注漿孔注漿設(shè)計終壓為3 MPa～5 MPa，達到設(shè)計終壓后，需在該壓力條件下持續(xù)滲透注漿半小時且注漿壓力沒有回落時方可停止注漿。

3.3 局部滲水點治理方案

初期支護完成后，隧道內(nèi)出現(xiàn)局部滲水點。此種情況較難處理，由于在注漿堵水過程中，如注漿壓力較小則難以保證堵水效果，如注漿壓力較大則會破壞隧道支護。所以治理方案采用引流的方式，將少量的滲漏水通過引流管引入隧道的環(huán)向、縱向排水管內(nèi)。隧道涌水綜合治理技術(shù)路線圖見圖1。

4 工程實施情況

中梁山隧道于2011年2月開始進行K26+750～K26+850段注漿堵水，嚴(yán)格按照本方案進行施工，順利安全地完成了本段的涌水治理。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示本段地下水出水量小于1 m3/(m·d)，滿足設(shè)計要求；隧道無明顯變形、開裂，地表基本未發(fā)生沉降。

5 結(jié)語

隨著軌道交通工程建設(shè)的快速發(fā)展，在山嶺地區(qū)建設(shè)過程中遇到的長大隧道堵水項目將越來越多，對地下水的控制應(yīng)在工程實施前進行充分的辨識與分析，針對不同類型的涌水情況制定行之有效的工程措施。在工程實施過程中應(yīng)根據(jù)實際情況與工程特點選擇合理的堵水方法，確保工程質(zhì)量與安全。

本文通過論述中梁山隧道的涌水治理過程及工程實施情況，系統(tǒng)的闡述了注漿堵水的實施過程，對類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司.重慶軌道交通一號線中梁山隧道施工設(shè)計[Z].2009.

[2] 關(guān)寶樹.隧道工程設(shè)計要點集[M].北京：人民交通出版社,2003.

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The governance program of water gushing in long-deep metro tunnel

ZHANG Jian-bo

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Co., Limited, Chongqing 401147, China)

For the water gushing of metro underground interval, the paper discusses in detail the targeted governance program of different water gushing position on the basis of the Zhongliangshan tunnel of Chongqing metro line 1. The paper is aimed at supplying reference to the similar projects.

tunnel, gushing water, grouting

1009-6825(2014)18-0196-02

2014-04-09

張建波(1982- )，男，工程師

U457.2

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