隧道施工中突水突泥治理技術與應用

馮 桔

（中鐵城建集團南昌建設有限公司， 江西 南昌 330002）

現代社會進步和發展下，高速鐵路等基礎設施不斷健全和完善，鐵路隧道施工規模不斷擴大，當前我國的隧道建設里程高達9000km。但是，由于隧道施工特性，地質條件較為復雜，很容易受到客觀因素影響出現突水突泥事故，加劇安全事故出現，威脅到人員生命財產安全。這就需要結合相關規定編制合理處理預案，最大程度上規避突水突泥事故出現。所以，應該結合隧道施工要求，選擇合理的突水突泥治理技術，提升施工效率和質量的同時，推動隧道建設和發展。

1 突水突泥事故的原因分析

1.1 突水突泥災害機理

在鐵路隧道施工中，突水突泥的問題出現主要是由于地質條件問題導致。由于水資源充足，可能導致鐵路隧道出現突水突泥災害，結合地質巖性特點來看，碳酸鹽巖層區域突水突泥災害發生幾率較大，尤其是在褶皺和裂縫區域，可能產生嚴重的突水突泥災害[1]。通過大量實踐調查研究可以了解到，斷層和局部構造破碎帶中，喀斯特塌洞隱伏引水構造是常見的水害發生區域。這就需要在鐵路隧道中，結合巖石力學結構和損傷機理，探究突水突泥災害產生的原因。就鐵路隧道施工中突水突泥災害的出現，多數是出現在富水、高壓和不良地質區域，在突水突泥治理中應該充分結合這一地質條件特性，選擇合理的治理技術。

1.2 工程處理

鐵路隧道施工中，突水突泥的出現多表現在挖掘和清淤環節，通過選擇合理的預防措施，最大程度上規避突水突泥災害出現。通過以往的地質災害問題分析了解到，當前鐵路隧道的突水突泥規模較大，為了便于后續工程處理工作開展，需要進行地質超前預報，以便于及時發現地質條件較差的區域，盡可能降低資源損失和人員傷亡。

在具體工程處理中，結合突水突泥特性，尋求合理措施予以處理。對于小型的突水突泥，工程處理中可能由于操作不當加劇二次突水突泥發生幾率。一旦出現突水突泥，由于基坑開挖的洞并未設立閘閥截留口設置，致使災害的產生。突水突泥的出現，由于未發現風險源，或是發現風險源，并未編制合理的技術解決方案，建設管理措施未能全面落實到實處。所以，建設單位應該施工前充分勘探地形，對于復雜地質條件應該進行充分的超前預報和處理，將注漿質量和開挖支護控制[2]。

2 突水突泥勘測預報技術分析

通過大量實踐可以了解到，加強突水突泥地質災害檢測和預報很有必要，主要側重于聲波發射電磁波勘探和地震波，通過地質素描和SEM預測檢測方法，并通過喀斯特地下水污染水浸泡和喀斯特電網仿真等方法進行探測。通過地震反射波法檢測拉卡喀斯特含水層厚度和電阻成像技術進行探測，也可以使用尼泊爾博卡拉流域喀斯特檢測參考電阻法進行探測。

3 鐵路隧道施工中突水突泥的處理流程

在突水突泥處理中，應該充分結合實際情況進行安全風險評估，編制合理的突水突泥處理方案，促使突水突泥處理活動有序進行。盡管在突發情況下重建十分必要，但是救援和清淤工作是在人們被困下以救人為目的。這就需要進行安全性評估，尋求合理措施予以處理[3]。

3.1 先擋后清

在鐵路隧道施工清淤中，首要一點是對施工風險安全評估，并充分結合清淤要求，缺口后提供支撐結構。結合隧道的特點，編制合理的齒輪設置方案，如洞內迂回設擋方案和地面垂直設擋方案。就洞內迂回設擋方案來看，主要是結合鐵路隧道施工中突水突泥特性，在迂回導坑頂部設立突水突泥點，或是選擇垂直噴射注漿技術，滿足塊體結構清淤工作。由于鐵路隧道的封閉環境，可以選擇一直高素質的設計隊伍負責，對鐵路隧道的抗剪強度安全評估和核查。而地面垂直設擋方案，由于回旋段掘進作業量較大，地面注漿封堵維護結構設計中，可以采用較長的隧道循環，并對隧道的淤泥充分清理。由專業設計隊伍負責密封結構設計，對隧道透水性進行安全校核[4]。

3.2 充分清淤

突水突泥災害爆發后，通過實踐調查了解到是由于清淤工作不充分導致。由于操作人員自身操作不當，清淤期間可能出現兩次突水突泥災害，帶來嚴重經濟損失的同時，帶來嚴重的安全事故。清淤期間，采用小端面，并選擇合理的安全觀測技術，一旦發現安全事故及時引導人員撤離；清淤到一定距離后綜合評價和分析，選擇合適的封擋措施，淤積體注漿改良后充分清淤，完善密封結構。

3.3 潰口治理

（1）地下水處理。關于潰口治理，為了保證鐵路隧道施工安全，應在充分了解施工現場情況下，對地下水壓力采取有效減壓措施，作用在不同底層，如鉆孔引流減壓和能量釋放減壓方式。其中鉆孔排水降壓法，強調在鉆孔斷層破碎帶時，通過排水方式更容易爆破灌漿，最大程度上消除隧道開挖過程中存在的高壓水風險，保證施工質量。對于鉆孔排水方案編制中，應該明確破碎帶注漿壓力范圍，縱向爆裂左右兩側5cm～8cm，孔直徑150mm。

（2）地層加固處理。對于地層的加固處理，主要是為了改善密封和注漿工藝的不足，土體開挖前隧道開挖輪廓線5～8cm，適當加入玻璃纖維錨桿注漿孔，形成網絡結構的加固范圍，這樣可以顯著提升加固質量，提升注漿加固體抗變形能力[5]。

4 突水突泥防控措施

為了有效防控突水突泥災害出現，應該做好風險識別和評價，風險的控制和規避。其中放線識別和評價，要求對施工區域進行充分的地質勘察，劃分隧道危險等級，制定防控措施；對隧道施工風險評估，編制完善的安全防范管理機制；分割線隧道預測專項設計，加強過程管理；優化設計和水文監測工作，施工單位負責施工活動，監理單位負責各個環節質量檢驗；建設單位鉆井和水文監測，在施工中對發生的事故進行風險評估，如果有效防控方案未完善前，禁止后續施工活動開展。所以，通過鐵路隧道的風險識別和評估，尋求合理措施予以防控，有助于鐵路隧道施工規范化，提升施工效率和效益同時，保證作業安全。

5 結論

綜上所述，在隧道施工中，面對突水突泥災害帶來的危害，應該加強地質勘察，并對災害進行風險評估，綜合考量影響災害出現的因素，選擇合理的治理技術，及時有效予以處理，以求降低突水突泥災害對工程帶來的不良影響，帶來更大的經濟效益和社會效益。