運營期公路隧道巖溶病害治理技術

覃梟雄 江河濱

摘 要：巖溶在隧道施工中及運營中極易引起病害，從而對隧道通行造成安全隱患，需對其進行特殊處理。河百高速金蘭2號隧道運營期間，左洞因巖溶病害影響暫時封閉交通，通過對病害段進行泄水孔排水減壓、二襯背后回填注漿、加固止水注漿等方式，取得了較好的成果，目前已順利恢復通行。

關鍵詞：隧道;運營;巖溶;病害;治理

1 工程概況

金蘭2號隧道為分離式長隧道，設計長度為2 285.0 m，進、出口路基設計高程分別為573.5 m、583.6 m，最大埋深約337 m，凈寬10.25 m，凈高5 m。設計為雙洞單行，左右洞各2條車道，設計車速80 km/h。

該隧道運營期間，隧道左洞由于ZK32+793里程處巖溶的影響，ZK32+740～ZK32+840段，排水系統時有杜塞，雨季期間尤其是強降雨后，水壓大幅度波動、漲落明顯。最高時水壓達到1.1 MPa，隧道二襯滲漏水嚴重，路面潮濕積水，無法正常通行。運營單位隨即封閉左洞，改用右洞進行雙向通行。由于為高速公路隧道，單洞雙向通行安全風險較大，急需對左洞巖溶病害進行處治，恢復原有通行方式。

2 巖溶病害治理方案

2020年6月16日，根據勘察設計情況，制定如下處治方案。

2.1 總體方案

2.1.1 先期洞內加固止水，滿足保通

（1）泄水孔排水減壓，施工里程：ZK32+785～+794，設置4環泄水孔。

（2）二襯背后回填注漿，施工里程：ZK32+740～+840，

長度100 m。

（3）加固止水注漿，施工里程：ZK32+740～+840，長度100 m。

2.1.2 后期施做線外泄水洞，永久處理

擬在左線進口端線路外側，與主線平行設置一條泄水洞，長約780 m，揭穿ZK32+791溶洞，進行永久處治。

2.2 泄水孔排水減壓

分別在ZK32+785、+788、+791、+794里程左側拱墻設置泄水孔，每環2～3根，環向間距3 m。泄水孔延伸至溶洞邊界，長度不小于10 m。泄水孔孔徑130 mm，向洞內排水坡度不小2%，孔內埋設φ108×3.5 mm的打孔排水鋼花管，鋼花管外裹小孔徑（≤10 mm）鋼絲網，孔口用三通連接φ110 mmHDPE導水管，將水引排至下方沉砂池，并安排專人定期清淤、抽排處理。

泄水孔采用鉆神ZML160履帶式鉆機鉆孔，先采用取芯鉆頭鉆設孔徑180 mm、長1.5 m的孔口段，安裝φ160 mm

孔口管，外接DN200 mm閘閥防突水突泥。之后，換用φ130 mm沖擊鉆頭，通過閘閥繼續鉆進至設計深度。排水減壓后，清孔并安裝φ108 mm排水鋼花管，外接導水管，引排至下方沉砂池，進入隧道排水系統。

2.3 二襯背后回填注漿

待泄水孔排水減壓之后，對該段二襯背后欠實、脫空位置進行回填注漿。

注漿采用埋管注漿，注漿管采用φ42×3.5 mm的鋼花管，搭設移動作業臺架、人工手持風鉆鉆孔，孔徑為50 mm，沿隧道縱向每5 m布置一環，每環3根，共20環，合計60根。注漿管的長度為0.98 m，鉆孔、清孔后埋設，一次性灌注水泥漿。漿液為純水泥漿，水灰比1：1，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力按照0.2 MPa～0.5 MPa進行控制。

2.4 加固止水注漿

孔位布置：加固注漿孔位于溶洞一側，環、縱向間距1.5 m，梅花形布置，采用單根5 m長φ42×3.5 mm的鋼花管，前端加工成錐形，管壁四周鉆φ6 mm注漿孔。

注漿材料：采用兩種漿液，分別為超細水泥單液漿、超細水泥-水玻璃雙液漿。

水泥采用42.5號超細水泥、400目;水玻璃模數2.8、濃度38°Be'。超細水泥單液漿，水灰比0.8：1～1：1。超細水泥-水玻璃雙液漿，體積比C：S=1：0.4～1：0.6。

注漿順序：分段注漿，每個注漿段四周以雙液漿為主、起止水作用，漿液擴散半徑1.5 m，凝結時間30 s～60 s，現場動態調整。每個注漿段中間以單液漿為主，起加固作用。

注漿壓力：1.0 MPa～2.0 MPa，采用純壓式灌漿，為防止漿液壓力損壞二襯結構，采用后退式注漿。

注漿結束標準：當注漿壓力達到設計壓力后，穩定10 min，不進漿或進漿量很少時，即可停止注漿。

注漿效果檢查：采用檢查孔法，孔數不少于注漿孔總數的2%出水量小于0.2 L/min·m，可認為合格，否則應加密鉆孔注漿。

3 方案實施及成效

3.1 直觀效果對比分析

治理開始前，隧道巖溶段路面整體明顯積水，二襯表面整體滲漏水，并形成大面積的水珠從拱頂部位不斷滴落。隧道內無法正常通行。

治理完成后，巖溶段路面積水、二襯表面滲漏水已基本消除，路面干燥，能夠正常通行。

分析結論：洞內處治已達到設計及運營要求。

3.2 雷達檢測結果對比分析

洞內處治開始前、完成后，采用瑞典MALA ProEx型探地雷達、800 MHz屏蔽天線對治理段進行檢測，治理前共發現各類缺陷10處，治理后已全部消除，消除率100%。

3.3 二襯背后水壓監測及泄水孔排水流量變化分析

4 結束語

（1）洞內處治工程已處治完畢順利恢復通車。

（2）從直觀效果、雷達檢測結果、水壓監測數據、總體排水量變化等四個方面分析，較處治前均有明顯改觀，巖溶治理效果明顯，已達到設計要求，滿足通行條件。

（3）隨著時間推移，泄水孔排出巖溶水含泥砂量較高，會逐漸堵塞泄水孔，導致排水不暢;二襯背后積水水頭會逐漸抬高，水壓隨之上升;水壓長期作用在二襯后，影響二襯結構安全，壓力水仍會通過二襯施工縫、預留洞室等薄弱環節滲漏出來，并對通車運營造成影響，后期將通過增設泄水洞，徹底消除巖溶隱患，確保運營通車安全。

參考文獻：

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