隧道工程突水机制及对策

王军军

摘 要：简单介绍了隧道施工过程中的突水问题，分析、研究了突水现象的发生机制，以期为该工程的顺利进行提供理论方面的参考和依据。

关键词：隧道；反坡式排水技术；水源；水通道

中图分类号：U457+.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.093

目前，我国基建工程的数量爆发式增长，建设施工业发展迅猛。隧道工程建设作为基建建设中的重要组成部分，在交通运输业的发展中起着重要的作用。隧道工程项目技术的进步和升级是人们关心的问题，因此，要注意可能发生的各种安全问题，借助科学、有效的施工技术降低危险事故的发生概率，从而促进现代隧道施工的顺利进行。

1 隧道工程突水机制

隧道工程突水的2个基本条件为：①隧道开掘中具有较为丰沛的水源；②水源与隧道间分布着较多利于出水的通道。

水源分布较多，且水源水量充足是造成隧道工程突水的重要因素。在收集的隧道工程资料中发现，主要有以下5种水源：①隧道所在地区具有含水层，比如承压含水层。在隧道工程施工过程中，如果不重视地下含水层的分布，则可能在施工中出现突水量较多的情况。②如果隧道建设工程上方存在水库或工程位于江、河、海底部，则水源分布较为集中，容易出现突水。③部分隧道工程附近存在溶洞、采空区，其中会有大量积水。④发生洪灾时，洪水可能沿各种通道进入地下，进而倒灌入水通道中。⑤多数富水的优势断裂层具备含水层的特征，这些断裂层可能成为出水的通道。

2 反坡排水技术

在隧道施工中，一旦出现突水，施工单位要结合实际情况制订有效的排水技术方案，而常见的排水技术为反坡式排水。反坡式排水的特征是利用机械化设备操作，所以施工单位要在实施隧道内排水前科学选择排水位置，设定相关的抽水泵站，借助多级接力式泵站，并有效连接各个泵站；借助仪器测量隧道中的积水量，借助潜水泵抽水，必要之时利用好移动泵抽离积水；在完成隧道环向、横向系统的出水引流后，应设定隧道施工的集水位置，以及将其他位置的出水引流汇聚到方案设定的积水坑中，借助固定位置的排水泵抽离出集水坑中的积水；逐级抽水完成后，将抽出的水集中送至下一级泵站，最终将水排至隧道外，排出的水经处理后可正常使用。

在反坡排水系统中，设定泵站间距时需要考虑实际情况，留有调整空间。对于特长隧道，应考虑其出水的实际位置，有时需要加长不同级别泵站的间距。此外，应考虑并有效调整反坡排水系统中集水坑的位置和实际突水位置。

结构防排水措施包括：喷射混凝土堵水、塑料板堵水、模筑混凝土衬砌堵水、注浆堵水、盲沟排水、泄水孔排水和排水沟排水。

施工排水措施包括：地面排截通过地面排水系统阻水，以防地表水流入或渗入洞内；洞内排水基于洞内排水沟、集水坑视顺坡、反坡的情况，分别采用重力式、强制式排水技术；辅助坑道排水通过辅助坑道将水排出洞外；地面和洞内井点降水通过设置于地面（浅埋）或洞内的井点将水排出洞外。

3 反坡排水技术中材料的选择

在隧道施工过程中遇到突水时，应在全面考察实际情况后再选择施工设备。比如，资料记录的新机屋隧道的突水现象中，涌水量最大的一次为1 250 m3/h。对于这样涌水量较大的情况，施工单位在设计、搭建反坡式排水泵站时，需要采用合适的钢管安装设备。

在搭建反坡式排水泵站时，应有效评估施工材料。突水量度不同时涌水的压强有所差异，因此，应根据水流量采取不同的反坡式排水材料。如果设备水管的材料厚度选择失误，则可能引发排水事故。施工单位在搭建相应的排水泵站后，要有效保护水泵，以防搭建好的泵站损坏，影响抽水施工的正常进行。

4 辅助排水系统的建立

在反坡式排水技术时，需要建立有效的辅助排水系统，主要考虑集水坑的位置和泵站间排水管路的设置。施工单位需要综合考虑各种因素，确定集水坑的位置。通常情况下，集水坑长约4 m，宽约2.5 m，深度约2 m，容量最小为15 m3。此外，施工单位在开挖集水坑时，要注意与拱角保持一定的距离。如果施工集水坑附近的泥土较为松散，且集水坑与拱角的距离较近，则可能引发安全事故。

5 结束语

综上所述，在现代工程的隧道施工管理中，必须结合隧道的地质构造和水文特征排水，有效采用反坡式排水技术，逐级搭建泵站排水系统，并设置集水坑，从而提高排水效率。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕