嘎隆拉隧道断层带涌水处治

谭智丹，刘莉

（重庆市建筑科学研究院监理公司重庆400020）

嘎隆拉隧道断层带涌水处治

谭智丹，刘莉

（重庆市建筑科学研究院监理公司重庆400020）

嘎隆拉隧道全长3545m，为单洞特长隧道，本文着重介绍该隧道在施工过程中在F7断层带所产生的涌水现象及治理措施。

嘎隆拉隧道；涌水；治理；注浆

工程概况

嘎隆拉隧道处于岗日嘎布山脉，该山脉是进入墨脱境内跨越的最高山，也是波密县与墨脱县的界山之一。嘎隆拉隧道为扎木至墨脱公路新改建工程的控制性工程，隧道起止桩号为CK48+235～CK51+780，全长3545m，为单洞特长隧道。

隧址区属构造强烈剥蚀、冰蚀作用强烈的高山峡谷冰川地貌，山势险峻，沟谷发育，地形坡度大。岗日嘎布山山顶海拔均在4500m以上；海拔4000m以上为冰川作用地形，角峰、刃脊明显；海拔3500～4000m为冰川运动区，冰蚀作用强烈，冰崩、雪崩发育。根据地勘资料，隧址区地层主要有第四系土层，及燕山—喜马拉雅期的花岗岩类，基岩大多裸露，仅在山凹、缓坡及坡脚处被第四系土层所覆盖。

第四系土层：分布于隧道处的山凹、缓坡及坡脚地带，主要为崩坡积物和冰啧物，北坡地段隧道进口厚度较大，为30～70m，南坡（隧道出口）较薄，为10～20m，物质组成为块石土和碎石夹块石土，呈松散状。

花岗岩类：花岗岩类沿岗日嘎布褶皱山脉走向广泛分布，规模巨大。岩性主要为黑云母花岗岩、混合花岗岩、二云母花岗岩和花岗闪长岩等。隧道地段北坡（进口）夹有片麻状花岗岩，石英片岩及黑云母片岩等；南坡（出口）地段基岩主要为花岗岩及混合花岗岩等，局部地段夹少量片岩、片麻岩等。岩体节理、裂隙发育，部分岩体受多组节理、裂隙切割呈危岩或危石状，岩质坚硬，基岩通常发育三组节理，产状分别为：285°～300°∠56°～72°、180°～210°∠55°～80°、330°∠30°～36°；节理面一般较平直而微波状，开裂度0.5～3mm，少量大于3mm，延伸长度大于5m，节理间距0.2～1.0m，结合度一般。

黑云母片岩、石英片岩：分布在进洞口处，出露于里程桩号CK48+235～CK48+800，岩石片理、裂隙发育，呈强～弱风化状，岩体破碎，走向与通麦至嘎寺断裂近于平行，与隧道轴线近于垂直，产状210°∠44°。

隧址区处在两条区域断裂影响内，并发现洞身及其附近存在7条小断层，其中4条通过隧道路线，其分别交于CK48+ 875～CK48+920、CK49+960～CK50+010、CK50+200～CK50+ 250、CK50+780～CK50+830附近。

地勘资料显示，CK48+630～CK48+830段围岩主要为弱、微风化黑云母变粒岩、黑云母花岗岩、黑云母石英片岩，裂隙稍发育，岩质坚硬，较完整，岩芯多呈中长柱状，稳定性较好，岩石极限抗压强度为120～200MPa，开挖无支护时可能掉块；含少量基岩风化裂隙水，具弱承压性，施工时有渗水、漏水现象，应加强、监测排水。设计围岩级别为Ⅲ级。

1 涌水状况

2009年10月20日，隧道进口段K48+860，在1号紧急停车带施工过程中，地下水自拱墙片状出露。10月20日中午13时，在施工队进行打炮眼作业中，掌子面右下侧两个掏槽眼钻进深度约2m时，该孔眼突然出现涌水，具有强承压性，地下水压将钻杆自孔内冲出，流速较大，水平直射距离约达5m左右，初步估计水压可达2MPa，出水量最高达到约300～400m3/h。

2009年10月23日上午，隧道参建各方相关人员进行现场查勘后，随后召开专题联席会议。会议决定：对于K48+860掌子面的涌水情况，在现掌子面施作泄水孔进行泄压泄水，根据实际情况确定进一步处理方案，同时加大抽排水力度。

2009年10月24日～10月25日，施工单位按10月23日会议决定，加大抽排力度，并在掌子面利用Φ89潜孔钻进行泄水孔作业。当第一个泄水孔（距隧道底板高约1．5m的中线左右位置）钻至6～7m时，该孔地下水突然喷射而出，强大的水压将钻杆自孔内推出，由于掌子面出水较大，洞内水量激增并将附近正在抽水的设备淹没，并造成洞内集水，后施工单位及时组织力量进行了抽排，投入5台22KW抽水泵对集水进行排抽，使得抽排量与出水量维持平衡。隧道内集水情况得到了控制和缓解。

由于本次涌水属突发情况，涌水前没有准确预报，对涌水也没有足够预备措施，抽水设备的抽水能力相对不足，且隧道为4．1%的较大反坡，掘进里程较长，已达625m，抽水存在一定困难，加之本工程所在地电力供应、运输条件等客观条件限制，致使洞内积水最高接近100m，经过努力，积水得到控制。

本次涌水地段围岩主要为弱风化、微风化黑云母变粒岩黑云母花岗岩、黑云母石英片岩，均属微、弱风化的硬岩，完整性较好；地下水自拱墙片状出露，水温5℃左右。

2 断层破碎带涌水原因分析

2．1 区域构造

隧道处在两条区域断裂影响内，分别为近似平行于线路的马尼翁断裂和在进口段垂直于线路的嘎龙寺断裂，F7断层分布在两条区域断裂之内，为次级构造，见图1。由于F7断层位于区域断裂内，推测其延伸部位分别与马尼翁断裂及嘎龙寺断裂相交，导致这些断裂内的构造裂隙水相互贯通，构造裂隙水储量大。

2．2 地质情况

进口段开挖地层岩性主要为黑云母片岩、石英片岩及花岗片麻岩，岩石片理、裂隙发育，呈强～弱风化状，岩体破碎；地层产状210°∠44°。上覆第四系土层主要为崩坡积物和冰碛物，厚度较大，为30～70m，物质组成为块石土和碎石夹块石土，呈松散状，含较丰富的孔隙水。由于地层倾向与坡向相反，地下水在沿坡向向下迳流时受到一定的阻挡，而在沿地层走向方向迳流时相对较为畅通；即在隧道开挖后，地下水沿地层走向与F7断层走向方向迳流量较大。

由于上述两方面的原因，导致隧道开挖后F7断层涌水量较大。但由于现在是冰雪季节，冰雪融水量不大，地表水大多结冰，由地表融水汇入隧道内不是主要原因，隧道涌水量更多的是受区域构造裂隙水影响。

3 涌水处理措施及效果

在隧道涌水地段，在加大抽排水力度情况下，考虑目前掌子面地质情况较好，施工单位目前进行了试验性开挖。开挖前，主要采用对掌子面周边进行注浆。

⑴注浆范围：拱顶120°范围，其它部位视情况而定。

⑵导管间距：拱顶120°范围内施作一环，间距30cm，其它部位视情况间距30～60cm。

⑶小导管规格：Φ42注浆小导管，长度5m。

根据试验性开挖结果以及综合考虑本项目隧道施工条件，采取后续施工处理方案如下：进一步加强超前地质预报工作，尤其是水平钻探工作，须保证开挖面前方10m左右的地质情况有较为清晰的了解。该要求是个基础工作，需要进一步探明F7断层性质，判定目前地质情况就是F7断层，还是其影响带。

图1 隧址区地质平面图

如前方地质条件和当前掌子面情况类似，可按目前施工方案实施，但应加强排水，并做好若出现大量涌水的应急预案。初期支护完成后应及时进行围岩系统锚杆注浆（建议将中空锚杆改为Φ42注浆小导管，参数不变），对于较大的股状涌水应暂时设置泄水管，后期再集中进行注浆封堵。措施效果明显，面对涌水，效果明显，排水通畅，保证施工正常进行。

如前方地质条件有所恶化，但围岩仍为岩石，只是节理相对发育，涌水量略微增加时，建议进一步加强超前支护，建议施作长度不小于20mΦ108大管棚，防止拱顶因地质条件恶化可能导致的突然坍塌现象。这样排水得到加强，并且保障了安全。

如前方地质条件有较大恶化，出现了土石错层甚至含土较多或夹泥质等强风化围岩，涌水量有较明显增加，采用全断面注浆，其目的是有效堵水和改善围岩性质，主要思想仍是防坍塌。全断面帷幕注浆由于注浆范围大，在隧道周边及前方构筑一道隔水保护圈，阻隔地下水进入隧道并减轻隧道结构外水压力，同时改善围岩的力学性质，可一定程度上提高断层破碎带围岩强度，抵御地压能力亦会增加，减小了作用在衬砌结构上的永久荷载，减轻了隧道结构压力，具有施工过程中安全性高、堵水效果好的优点，但投资大，对设备、机械要求较高，施工周期长。迫于特殊环境，尽管成本较大，但能解决这样的难题。

综上所述，在围岩条件较好但现行施工试验方案不能完全保证安全的情况下，建议施作超前大管棚局部加强超前支护，优点是在不增加大量投资和耽搁工期的前提下能保证掌子面及隧道安全。若围岩劣化严重，现行施工试验方案不能满足安全要求，则需要考虑进行全断面帷幕注浆。

4 几点体会

隧道设计必须体现动态设计理念，设计人员应根据施工现场具体情况，及时对设计方案进行必要完善。

由于许多因素影响了隧道地质勘探工作，导致了隧道掘进面前方围岩情况的错误判断，因此应补充勘探和加强超前地质预报工作。

在高海拔地质条件不稳定地区进行隧道工程建设，地质预报工作对隧道施工有着不可替代的指导作用，必须按照《设计文件》及相关规定认真进行，为隧道建设提供有力支持。

[1]JTJ042—94，公路隧道施工技术规范[S].

[2]周爱国.隧道工程现场施工技术[M].北京:人民交通出版社，2004.

责任编辑：余咏梅

能工巧匠

巧做简易机械手

房屋建筑施工阶段或建筑物日常保洁中，经常会遇到这样的情况：蹲式大便器立管内掉入了杂物，用手掏不但脏，而且因为立管深、手臂短而摸不着。现介绍一种简易机械手，可解决这一难题。它制作简单，使用方便．

使用时，把机械手伸入大便器下水管深处，触到掉落的物件后向下推动推拉杆，钢丝抓钩向内合龙，便会抓住掉落的物品。

1．手柄数量为1根，可用拖布把等圆木棒制作。

2．推拉杆数量为1个，可用8号铁丝制作。

3．推拉杆控位支架数量为2或3个，可用8号铁丝制作。

4．抓钩数量为10个左右，用16～18号铁丝制作，用16号铁丝与手柄扎牢。

（摘自：《建筑工人》）

Measures for Controlling Gushing-up Water at Tunnel Galongla Faultage

This paper,by focusing on Galongla Tunnel,which is a long single-hole tunnel 3545m in length,introduces to the reader about the controlling measures adopted to choke off the water gushing at F7 fault in the process of its construction.

Galongla Tunnel;gushing water;governance;grouting

U455

A

1671-9107（2010）11-0011-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.11.011

2010-9-13

谭智丹（1981-），重庆人，助理工程师，主要从事道路和桥梁隧道监理工作。

刘莉（1982-），重庆人，助理工程师，主要从事道路和桥梁隧道监理工作。