隧道涌水的原因分析及治理措施

李澤生

(貴州高速公路開發總公司，貴州 貴陽　550000)

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隧道涌水的原因分析及治理措施

李澤生

(貴州高速公路開發總公司，貴州 貴陽550000)

摘要：隧道工程水文地質條件往往比較復雜，通常存在不同程度的滲漏水或涌水，其會填塞巷道、淹沒設備，危及到隧道施工及后期運營安全。因此，加強對隧道涌水災害的預測及治理，對于保證隧道工程質量具有十分重要的作用。結合相關實例具體探討了隧道涌水的原因及治理措施。

關鍵詞：隧道涌水；原因；治理措施

1工程概況

以某隧道為例，具體分析了涌水原因，并采取了相關治理措施。該隧道左線(ZK96+190～ZK98+625)全長2 435 m，右線(YK96+215～YK9R+640)，總共長達2 425 m。該隧道的縱坡屬于單向坡，縱坡為2.8%。本工程在施工中并未出現過涌水事故。

2工程地質條件

2.1地層巖性、地質構造

本工程隧道施工區地層巖性較為簡單，主要穿越地層是三疊系中統個舊組第4段(T2gd)，其巖性是角礫狀灰巖以及白云質灰巖。該隧道處于楊子地臺和華南地臺接壤處，沒有顯著的差異性新構造運動，地質基本穩定。隧道圍巖巖體存在一定的破碎情況，節理裂隙較發育，巖石呈現為不規則的菱形角礫狀，完整性差。

2.2水文地質

該隧道所屬區域存在季節性地表性水流，其補給來源為大氣降水、地下泉水，排泄方式為垂直滲透、地表徑流；該隧道地下水是巖溶裂隙水，裂隙較發育。根據當前的統計發現，隧道影響范圍中存在5個流量為20～500 T/d泉眼、3口水井。地下水的補給來源為大氣降水，主要賦存在基巖裂隙內。

3隧道突涌水、滲漏水

2012年6月18、19日，該隧道施工區域出現持續強降雨，造成隧道突涌水，詳細情況為：(1)ZK98+044的左側消防栓處產生了大股的涌水(20 000 m3/d)，水質渾濁；(2)ZK97+910～ZK98+090拱墻產生滲水，施工縫處滲水量更大；(3)ZK97+980左側電纜橋架處出現噴水的情況，ZK98+008、ZK98+018拱頂出現滴水的情況。

6月28日情況如下所示：(1)ZK98+027拱頂預留洞室出產生了大股的涌水(見圖2)，而邊墻泄水孔處出水量降低；(2)ZK97+910～ZK98+090右側電纜溝蓋板上方2.5～3m處的防火涂料表面產生了一條裂縫。

4補充勘察成果

該工程隧道產生突涌水事故之后，得到了建設各方的重視，組織進行專項勘察，得到以下結果：

(1)該工程隧道主要穿越了三疊系中統個舊組第四段白云質灰巖以及內屑角礫狀灰巖互層。

(2)隧道施工場地內存在張扭性斷裂構造、張性斷裂構造，且各種斷裂構造交叉，控制地下水、溝谷溪流方向。

(3)隧道施工區域中的地表、地下水，都是向著隧道流動，對其儲量進行粗略估算：動儲量30萬m3，靜儲量70萬m3。隧道病害區位于地下水徑流通道之上。

(4)利用探地雷達勘察發現，ZK97+880～ZK98+130隧道拱頂處存在透水松散層、富水區，其還向著左車道延伸。ZK97+900～ZK98+1 000隧道拱頂、左側存在透水松散層。

(5)利用高密度電法勘察發現，該工程隧道施工周圍存在大量低阻富水區。

(6)對探地雷達、高密度電法所得結構進行綜合分析發現，該隧道工程4個縱剖面都存在帶狀低阻富水區，其為主相互對應，認為其在水平方向存在相互連通的排泄通道。

(7)在隧道10～15 m外，存在大量水體；在隧道6 m內，水體處在隧道兩側。

5突涌水、滲漏水的原因

(1)在進行本工程隧道施工勘察時，正處于缺雨干旱時期，這就使得隧道涌水量的預測不夠準確，總體偏低；在隧道施工期間，該地區降水量較少，這也就導致圍巖為出水或是出水量少，沒有得到施工方的重視。

(2)在距離該隧道右側100 m的地方，屬于巖溶峰叢寬谷地貌，其具有低洼、易富集地表水的特點，存在小型溶洞、坍塌漏斗。因此，在受到連續強降雨的影響后，大量的地表水通過地下徑流、水倉等方式，在隧道周圍集聚，導致隧道突水。

(3)ZK97+880～ZK98+130隧道拱頂、拱腰圍巖為透水松散層，因此當存在富水區時，隧道預留洞室、施工縫等位置出現突涌水。

6突涌水、滲漏水臨時處理

該隧道出現突涌水事故后，因為對隧道運行安全產生了較大影響，因此采取了一些臨時處理措施，具體如下所示：

(1)攔截地表水，引排二砌背后積水。首先，對路基右側邊坡截水溝繼續擰施工，使得隧道洞頂排洪溝渠與其相接，從而避免山坡處的流水沖刷至洞頂并滲透。對于滲漏水情況十分嚴重的區域，應在電纜溝蓋板上70 cm處鉆泄水孔，同時做好泄水孔內流水的引排工作。

(2)首先，將隧道兩側的排水邊溝清理干凈，確保不存在淤積物，排水通暢。然后，把ZK98+040邊墻及左側消防栓處的流水引到排水邊溝處；最周，利用高壓水對路面進行沖洗，使隧道正常運營。

7突涌水、滲漏水治理

(1)在隧道局部突涌水的區域，將原二砌拆除，排水暗槽不動，進一步修復防排水體系。重新進行二襯，在新、舊二襯之間需布設置2道帶注漿管遇水膨脹止水條。排水暗槽的寬、深分別為50 cm、30 cm，在其中間處與巖面垂直進行鉆孔，兩側處與巖面形成45度角進行鉆孔，要求孔深、環向間距分別為5 m、1 m。

(2)在滲漏水情況較為嚴重的區域，主要使用的是二砌混凝土、開槽鉆孔、埋管引排的措施。槽的深度、寬度分別為25 cm、15 cm，由槽內對圍巖進行鉆孔施工，要求孔徑達到10 cm，并且鉆透二砌混凝土、初期支護。在槽中還要做好PVC管的預埋工作，使用快速水泥基膠泥將槽身填充，在其干燥之后，利用特種聚氨酯、丙烯酸對表面進行涂刷(3～4遍)，從而達到防水、防開裂的目的，最后涂上防火材料。

(3)在滲漏水區域，主要是在檢修道上方70 cm的地方鉆泄水孔，要求其孔深、孔徑、泄水孔間距分別為5 m、1 cm、2.5 m(或是5 m)。

(4)針對二襯裂縫，需使用環氧樹脂做壓漿封閉；針對施工縫，需采用注漿止水措施，見圖1。

圖1　注漿止水示意圖

8治理效果分析

2012年12月，該工程隧道突涌水處理工作全部結束，并開始投入正常運營。2013年雨季，該隧道并未出現突涌水等事故，未對周邊居民成為產生不良影響。

9結語

總而言之，若是隧道范圍主要分布可溶巖，褶皺、斷裂發育，巖體破碎，巖溶強烈發育，隧道洞身多處于巖溶水平徑流帶，隧道施工通過斷層、褶皺核部及可溶巖與非可溶巖接觸帶時，極易發生涌水、突泥等災害。

參考文獻：

[1]蔡俊華.山區高速公路隧道特大涌水病害治理[J].筑路機械與施工機械化，2009，26(8)：50-52.

[2]楊勇.隧道涌水整治施工技術[J].建筑知識：學術刊，2014，(2)：441-441.

[3]張煒，李治國，王全勝.巖溶隧道涌突水原因分析及治理技術探討[J].隧道建設，2008，28(3)：257-262.

Causes and treatment measures of tunnel gushing

LI Ze-sheng

(Guizhou Highway Development Co., Ltd.，Guiyang, Guizhou 550000，China)

Abstract:Hydro geological conditions of tunnel engineering is complex, there are different degrees of leakage or gushing water, filling roadway, flooding the equipment, threatening to tunnel construction and operational safety. Therefore, to strengthen the prediction and management of tunnel water gushing disaster, has a very important practical significance for ensuring project quality of the tunnel. Combined with examples, the paper discusses causes and treatment measures of tunnel gushing.

Keywords:tunnel gushing; causes; treatment measures

中圖分類號：U456.3+2

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0116-02

作者簡介：李澤生(1977-)，男，貴州盤縣人，工程師，主要從事公路工程，道路橋梁，隧道施工管理方面的研究。

收稿日期：2015-08-21