青云山隧道出口左線局部涌水突泥處理方案研究

方仁應

摘要：青云山隧道是具有多種不良地質的特長深埋公路隧道，出口段施工過程中遇到斷層發生了涌水、突泥災害，造成了坍塌事故。通過對災害產生的原因及坍塌進行分析研究采取了一系列行之有效的處理措施，快速的完成了突泥及坍塌段的施工。

Abstract： Qingyunshan tunnel is a deep buried highway tunnel with many kinds of unfavorable geological features. During the construction of the exit section， there was a gushing disaster and a muddy outage resulting in a collapse accident. Through a series of effective measures to analyze the causes and collapses caused by the disasters， the construction of mud slips and collapsed sections has been completed rapidly.

關鍵詞：斷層；坍塌；涌水突泥

Key words： fault；collapse；gushing mud

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）05-0145-02

1 工程概況

青云山隧道位于廣東省韶關市翁源縣及河源市連平縣分水嶺青云山山脈，進口位于翁源縣李洞村，出口位于隆街鎮松嶺鄉象湖村，設計為分離式隧道，洞室凈空14.75×5.0m，起訖樁號左線ZK344+710～ZK350+610，長5900m呈132°方向展布；左線進洞口設計標高351.4m、出洞口設計標高388.8mm；隧道最大埋深約808m，屬特長深埋隧道。

1.1 地形地貌

青云山隧道位于中低山地貌區，區內最高標高在K348+310，高1217.1m，最低標高在隧道右線進口，349.2m，相對高差867.9m。隧道走向與山脊走向近于垂直。隧道進口端山坡坡度較緩，自然坡度一般25°～30°；出口端山坡坡度較陡，自然坡度一般35°～40°；隧道洞身坡度較陡，一般30°～50°。植被發育，水土保持較好。

1.2 地質構造

隧道區大地構造部位處于贛閩隆起區和粵桂湘贛褶皺帶的接界處，地質構造復雜。雷公頂復式背斜為隧道區主體褶皺，也是區內最大褶皺，總體構造形跡展布方向為北北東向。

1.3 水文地質條件

1.3.1 地表水

區內地表水系發育，隧道進口端和出口端兩側均發育山間小溪溝，溪溝均與線路近于平行，常年有大量水流，由分水嶺向進出口兩側坡腳匯入山間小溪流，地表水主要為大氣降水形成的地表面流，地表徑流條件較好，隧道進、出口位于斜坡中部，分布標高較高，但匯水面積大，水量多；另外隧道區基巖裂隙水沿坡腳滲出匯集于山間溝谷。

1.3.2 地下水

該隧道地下水為表層殘坡積、崩坡積碎石土中的孔隙水及基巖風化帶內的裂隙水，水量大小受空隙率、裂隙發育程度及季節變化影響，補給來源主要為大氣降水下滲補給，由于洞身較長，穿越地層時代較多，各巖性差異風化較明顯，且由于隧址區褶皺較發育，不同類型的結構面發育，具較強的透水性，地表水順各結構面滲入地下，成為豐富的地下水水源，使得隧道區地下水較為發育，豐富的地下水將影響隧道的施工，施工時要注意排水、預防涌水。

隧道區基巖多為相對隔水層，水量較貧乏，地下水對隧道施工影響不大；但由于受地層不整合接觸帶、褶皺以及強烈風化的影響，局部形成透水帶，在隧道施工時可能產生涌水；地下水對隧道施工具不利的影響，隧道水文地質條件較復雜。

1.4 技術標準

隧道路面按雙向六車道設置，設計行車速度為100km/h，隧道洞室凈空為14.75m×5.0m。

2 局部突泥涌水揭示及地質補勘情況

2.1 局部突泥的揭示

青云山隧道出口左線掌子面ZK348+424，埋深776米，原設計圍巖為中～微風化砂巖、石英砂巖夾礫巖、砂質頁巖和泥巖，呈互層或夾層狀產出，巖質整體性脆，層面與裂隙較發育，結合一般，巖體較完整，圍巖較穩定；地下水為基巖裂隙水，大氣降水補給，水量較豐富，季節性變幅不大。本段圍巖等級為III級，襯砌類型為S-IIIb。

2017年3月30日凌晨2點左右，青云山隧道出口左線掌子面掘進至ZK348+424，掌子面右側圍巖主要為小于10cm的沙礫石夾泥沙，少量的強風化黃褐色砂巖，無自穩能力，拱部呈淋雨狀，由于掌子面圍巖無自穩能力，在地下水的作用下，迅速失穩并坍塌，并且將已施做好的超前小導管全部壓壞，已施工完成的ZK348+432-ZK348+424段初支拱頂及右側拱腰處局部拉裂。左側為中～微風化砂巖，節理裂隙較發育。

2.2 局部突泥涌水的對現場施工造成的影響

①使掌子面穩定性變差，拱頂和掌子面極易發生坍塌；

②使噴砼強度降低、噴射混凝土與圍巖粘結性變差；

③使錨桿、鎖腳錨桿拉拔力降低；

④地下水位下沉會使地層產生壓密下沉，也會對地表面結構物產生有害的影響。地下水位降低因比地表面下沉的范圍廣，不僅在隧道周邊，甚至離開數百米的位置，在粘性土的場合，也會產生壓密下沉；

⑤地下水位降低造成井戶枯竭、地表明水減少，地表生態破壞。對當地居民正常的生活、生產用水造成影響。

2.3 局部突泥的原因分析

掌子面右側圍巖主要為小于10cm的沙礫石夾泥沙，少量的強風化黃褐色砂巖，塊碎狀碎裂結構，無自穩能力，拱部呈淋雨狀，由于掌子面圍巖無自穩能力在地下水的作用下，易坍塌、掉塊及滑動。endprint

2.4 地質分析及補勘

采用勞雷地質雷達（型號：SIR-4000型主機/100MHz屏蔽天線），結合超前地質探孔對ZK348+424掌子面進行補勘。得出結論：ZK348+424～ZK348+404范圍內圍巖主要以全～強風化砂巖及砂質頁巖，節理裂隙發育，圍巖自穩性極差。易坍塌、掉塊及滑動。地下水發育。

經業主、設計、監理、施工單位四方代表現場踏勘后，判定圍巖等級為Ⅴ級。為確保隧道施工安全，初定處理方案如下：

3 處理方案

3.1 初期支護

①對上臺階施工完成的初支段ZK348+432-ZK348+424，采用I18工字鋼鋼拱架臨時支撐，縱向間距1.0m，每榀鋼架拱腳處補打兩根Φ42*4mm注漿鎖腳錨管，長度3.5米，每榀4根。加強已完成的初支穩定性。

②對已完成初支段ZK348+432-ZK348+424段共8m，進行徑向注漿加固。注漿花管采用Φ42*4mm熱軋無縫鋼管，單根長4.5m，環向間距100cm，縱向間距100cm，梅花形布置。注漿材料采用雙液漿（水玻璃體積占水泥漿液體積5%），水灰比1：1。注漿量以現場實際發生量為準。

③ZK348+424～ZK348+404段支護參數由原設計Ⅲb調整為Ⅴa加強。

1）超前支護采用雙層超強小導管支護（上層采用Φ50超前小導管，L=6m，環向間距40cm，每環49根；下層采用Φ50超前小導管，L=4.5m，環向間距40cm，每環49根）。注漿材料采用雙液漿（水玻璃體積占水泥漿液體積5%），水灰比1：1。注漿量以現場實際發生量為準。2）加大初支預留沉降量，沉降量由原設計的5cm擴大為35cm，防止初支下沉侵占二次襯砌凈空。3）用Φ42*4mm熱軋無縫鋼管代替原設計系統錨桿，參照廣東省仁化（湘粵界）至新羅公路兩階段施工圖設計TJ14標（K341+920～K351+570）第五冊第三分冊圖STJ14-5（2）-7-8進行徑向注漿加固。注漿量以現場實際發生量為準。4）鋼支撐采用I22b工字鋼，間距50cm。C25噴射混凝土厚度26cm。5）中下臺階增設臨時仰拱，鋼架采用I22b工字鋼，間距50cm。初支仰拱厚度30cm。6）Φ42注漿鎖腳錨管由原設計每個拱腳2根增加到4根，長度由原設計3.5m加長到4m，每榀鋼架設置24根。

3.2 二次襯砌

加快二襯，仰拱施工進度，盡可能的縮小安全步距。

襯砌厚度由原設計60cm調整為75cm。

4 施工注意事項

①在施工時，在“以堵為主，限量排放”的總體指導原則下，做到“五先五后”，分別為：先分類，后治理；先探測，后封堵；先引排，后注漿；先加固，后減（止）水；先試驗，后施工。

②施工時加強超前地質預報，把超前地質預報納入施工工序管理，建立完善的超前地質預報系統。

③按照要求布置沉降觀測點，根據《公路隧道監控量測技術規程》及設計要求，設置沉降觀測點，及時觀測分析數據，反饋信息指導施工。

④突泥涌水段施工完成后及時施工中、下臺階、仰拱、二次襯砌，盡快封閉成環，確保施工的安全。

⑤加強對涌水的實時監控。監測內容包括：各涌水點的水溫、水量、水壓、水質（有無侵蝕性，是否還有有害氣體）與同位素化學，各涌突水點位置、地層巖性、裂隙與巖溶發育特征等。

參考文獻：

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[2]楊曉君，程波，禹富偲.復雜巖溶隧道涌水突泥處理技術[J].市政技術，2012（S1）.

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