新麒麟隧道进口涌水治理措施

祝廷建

摘要：文章结合襄渝二线沪汉蓉通道胡家营——安康段新麒麟隧道进口涌水的过程，从隧道涌水的特征出发，分析了隧道涌水的原因，对隧道涌水的治理进行了探讨，并采取了有效的处理措施，取得了良好的效果。

关键词：隧道；涌水；治理；双液注浆

中图分类号：U456.3⁺2文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)29-0042-02

在隧道建设施工过程中，由于复杂的地质条件，隧道涌水现象成为隧道施工中仅次于塌方常见的地质病害之一，给隧道工程施工造成了严重困难。因此，如何有效地解决隧道涌水，减少其对隧道施工的危害，成为人们关注的焦点之一。

1工程概况

新建襄渝二线铁路新麒麟隧道全长5917m，起讫里程为DzK207+575～DzK213+492，洞身最小埋深约25m，最大埋深约550m；地面高程一般为200m～800m，相对高差100m～600m。隧道进口为王家沟，主要经过魏家沟、刘家沟、东沟、麒麟沟，穿越较大型河谷为川河，出口为下冷水河，各沟谷河流直接汇入汉江。该区地处华北古陆与扬子古陆的结合部位，地质构造十分复杂，在构造单元划分上属秦岭褶皱系之南秦岭印支褶皱带，受此影响新麒麟隧道洞身局部揉皱、褶曲现象明显，主要工程地质问题有涌水、断层、地热等。地层岩性为云母石英片岩、石英云母片岩为主，岩性比较单一。线路平面位置处经过F1逆断层，根据既有资料和地质调查显示，区域性大断裂F1与线路斜交，线路小里程一段位于Fl逆断层的上盘，逆断层上盘一般构造裂隙发育，岩性较破碎，易于富水，大里程一段位于下盘，富水性较贫乏。该隧道属于汉江水系，区内地下水为浅表基岩裂隙水，第四系孔隙潜水和隧道洞身(深层)基岩裂隙水，且地下水分布不均，隧道围岩富水性变化大。

2隧道涌水的特征、部位及原因

2.1隧道涌水的特征和部位

在隧道施工的过程中，隧道多处出现了涌水，其主要表现形式为股状涌水。涌水情况及特征如下：

(1)DzK207+787～DzK207+799，涌水地层岩性为石英云母片岩夹少量石英岩，节理裂隙发育，岩石较破碎，涌水量约2800m³d出水点较分散，拱部有股状涌水，并有空洞形成。

(2)DzK208+120～DzK208+130，涌水地层岩性为石英云母片岩夹少量石英岩，节理裂隙发育，岩石较破碎，涌水量最大时约4000m³d，稳定时约2500m³d。出水点较集中，股状涌水，有较大水压力，位置在左侧边墙。

(3)DzK208+390～DzK208+430，涌水地层岩性为石英云母片岩夹少量石英岩，节理裂隙发育，岩石强度较高，整体性较好。涌水量约7000m³d，最大时达12000m³d出水点较集中，股状涌水，呈喷射状，水质清澈，无浑浊现象，并有较大水压力，最大射程约8m，距地面高度约3.2m，位置在左侧边墙。

(4)DzK210+010～DzK210+040，涌水地层岩性主要为石英云母片岩，夹有炭质片岩及石英岩，薄层状，片理扭曲明显，节理裂隙发育，岩体较破碎，右侧边墙炭质片岩较多，岩石略为发亮，涌水量约5000m³d。出水点较分散，左侧边墙为股状涌水，初期水流中夹有少量小碎石，水质清澈；拱部有雨状淌水和线状滴水。

2.2隧道涌水的原因

纵观新麒麟隧道涌水的现场情况，经过分析，认为隧道涌水的主要原因如下：

(1)从隧道涌水量、地质及周围环境调查，地表山顶无明流现象，而沿线路左侧的王家沟、魏家沟、刘家沟等常年流水已干涸，且隧道涌水位置均主要在线路左侧，由此可以断定，隧道涌水大部分来自沟内常年流水。

(2)该段位于F1逆断层的上盘，构造裂隙发育，岩石较破碎，易于富水。区内地下水主要为大气降水补给，而该地区年降水量较丰富，山势陡峭，植被覆盖面积广，地表赋水面积大，浅表基岩裂隙水经大气降水补给后沿沟向下径流，通过第四系覆盖层和基岩强风化层渗入地下，再沿基岩节理裂隙运移形成第四系孔隙潜水。由浅表基岩裂隙水、沟内地表水及沟内第四系孔隙潜水的垂向深入形成隧道洞身(深层)基岩裂隙水，在隧道开挖过程中。由于破坏了岩体结构，从而形成了隧道涌水。

3隧道涌水的治理

3.1隧道涌水的治理措施

隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可行的措施，妥善处理，使达到防水可靠、排水畅通的目的。随着对环境保护要求的提高，当隧道产生大量涌水时，为避免破坏地下水的正常循环，应采取“以堵为主、限量排放”的对策。由于本隧道涌水量较大，且该区山上植被茂密，通过设计排水系统长期排泄，会使围岩周边受力结构发生不同程度的变化(如地表塌陷、地面沉降变形等)，从而对隧道结构稳定性产生不利因素，同时对整个生态环境也存在一定的影响(如水塘、沟河干涸、树木枯死等)。因而我们采取以堵为主，适量排放的原则，对涌水点采取水泥一水玻璃双液注浆堵漏，用超前小导管将周围岩体预先加固及封闭岩体裂隙，对初期支护完成后的渗水点采用再次注浆与环向排水盲管引排的措施，并铺设防水板，将水引至隧道纵向排水沟，对隧道涌水达到根治的目的。

3.2水泥一水玻璃双液注浆堵漏原理及参数的确定

3.2.1双液注浆堵漏原理

双液注浆是采用水泥浆溶液与水玻璃溶液混合后生成水泥胶，利用水泥胶凝结速度快、强度提高快的特点，在发生涌水的位置附近注入水泥一水玻璃液浆来封堵渗漏通道，达到堵漏目的。在使用双液注浆进行堵水施工时，应仔细观察水流的变化和随水流流出的浆液情况，以便及时对双液浆的凝固时间和早期强度进行调整。施工时还应注意监测结构的变形及支撑轴力的情况，以防止注浆对围岩结构产生破坏。

3.2.2双液注浆施工工艺参数

(1)小导管规格：采用冷轧无缝钢管，外径42mm，壁厚3.5mm。在管身设注浆孔，孔径6mm～8mm,孔间距15cm，呈梅花型布置，前端加工成锥形，尾部长度部小于30cm,作为不钻孔的止浆段。

(2)注浆浆液参数：注浆压力控制在0.5MPa～2.0MPa之间，可由现场实验确定。扩散半径0.5m，水泥标号：525普通硅酸盐水泥；水泥浆液水灰比为1:1，水玻璃浓度为35Be'，水泥浆与水玻璃的体积比为1:1[设计为(1:1)～(1:0.6)】。

3.3隧道涌水堵漏后防排水处理

在隧道大量涌水被堵漏后，由于种种原因，可能无法达到完全堵漏的理想效果。出现此种情况我们所采取的措施是：对局部出现渗漏水的地方，先喷射混凝土，然后采用再次注浆，并在渗水点加密布设环向盲管(中50mm)将渗漏水引至纵向排水沟，最后再铺没双层PVE防水板以保证整体防水板焊接质量，采用达到标本兼治的目的。

3.4隧道涌水治理效果

在采取上述方法对新麒麟隧道多处大量涌水进行了治理后，通过长期观察表明，隧道涌水得到了明显的控制，极大地保证了隧道安全掘进，取得了良好的效果。

4结束语

隧道涌水是隧道施工中常见的地质灾害之一，而隧道涌水治理更是一项艰巨而复杂的系统工程。特别是在施工过程中，隧道涌水治理处理不当，可能引起围岩坍塌、突水等一系列灾害事故，甚至可能破坏生态环境，导致地表植被大面积枯死。因此，隧道涌水采取双液注浆的方法，以堵为主、适量排放，避免大量涌水进入隧道，这样既可以保证隧道施工安全，又可以为以后隧道安全运营提供保障，同时还保持了地表生态环境。