隧道涌水处理技术探讨

李泽生

(贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

隧道涌水处理技术探讨

李泽生

(贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

在岩溶隧道施工过程中，一旦出现涌突水灾害，必然会对工程施工安全与施工质量产生不利影响。对此，加强隧道超前地质预报，做好注浆堵水及导流工作具有重要意义。即针对隧道涌水处理技术做了具体探讨。

隧道涌水；处理技术；隧道超前地质预报

1 工程概况

本工程隧道水文地质情况十分复杂，穿越了长大岩溶富水区域，施工时涌水量十分大，涌水压力甚至大于2 MPa，这也就使得工程施工受到了极大的阻碍，对此为了保证工程施工的顺利进行，必须做好隧道突涌水机理分析工作，从而有针对性地开展超前探水、注浆堵水等活动。

2 隧道突涌水模式

经调查分析，本工程隧道突涌水属于揭穿型，其主要的影响因素分别为蓄水构造、地区大气降水。根据突涌水的发生机理可以将其分为两种模式：一是洞身突涌水模式；二是掌子面突涌水模式。

2.1 掌子面突涌水模式

该模式可以再划分为两种形式：一是裂隙—溶隙突涌水；二是构造带突涌水，其突水机理存在较大的区别。

(1)裂隙—溶隙型突涌水通常是地下水由掌子面局部节理以及裂隙之中涌出，因为裂隙—溶隙含水介质的过、蓄水较差，因此涌水水量、水压均不高。

(2)构造带突涌水通常是因为掌子面前方构造带中存在大量的地下水，因为水量、水压均较大，一旦隔水层达到承压极限出现破坏现象时，便会导致大量地下水涌出。

2.2 洞身突涌水模式

本工程隧道中的3#、4#斜井长分别为1 667 m、1 571 m，同时斜井的坡度十分大，这也就导致长距离反坡排水成为一大难题，做好斜井洞室开挖完成后的洞身突涌水问题分析十分必要。

本隧道主存在裸露型岩溶地形，补给来源主要是大气降水，弱径流区的地下水位变化较大。在洞身所穿越的季节变动带存在以下现象：(1)枯水期，地下水位十分低，这也就使得洞身不存在渗水问题或是少量渗水；(2)丰水期，地下水位逐渐变高，水位差的快速增大使得洞身段本身存在的出水点涌水量大大增加，甚至是产生了新涌水点。如上所述的季节变动涌水现象，容易造成枯水期施工过程中，无法准确地把握地下水的状态，从而在采用相应的处理措施时就直接施工；这样，一旦遭遇丰水期，往往会因为斜井内反坡排水能力较低，使得涌水量超出排水量，产生大型突涌水事故。

洞身段位于垂直、水平循环带，因为水头较低，地下水沿着隧道壁聚集，呈现为股、点状，可采用注浆的方式进行有效控制。洞身段位于深部循环带，在进行开挖之前，就已经对高压突水地段做好超前封堵处理，避免洞身产生大涌水点，所以通常对地下工程产生的排水压力较小。因此，在对洞身突涌水进行防治时，应将季节变动带作为重点关注对象。

2.3 隧道突涌水预防、治理

2.3.1 超前地质预报

(1)预报原则

由于本隧道工程地质条件十分复杂，所以决定采用综合超前地质预报及时，严格遵循“长短结合、上下对照、定性和定量结合”原则，并对隧道进行风险分级，确保预报方案合理。其中，长期超前地质预报应应用于隧道施工全过程中；短期地质预报应应用于重点区域，例如：富水区段、断层破碎带。

(2)施工地质风险分级

根据隧道的地质情况，可以将其分为I、II、III三个风险等级，具体如表1所示。

表1 隧道施工地质风险分级

(3)技术标准

①TSP203预测预报最为准确的范围为掌子面前方100 m，2次预报搭接的距离应大于10 m，从而确保勘察的完整性。若是发现前方工程地质极为不良，则必须增加预报频率、减小预报距离。

②使用地质雷达进行预报时，应将其预报范围控制在30 m内，若是想要获得最佳预报效果，则应将范围控制在20 m内。此外，2次预报的搭接长度需超过5 m。

③在进行红外探水时，应将距离控制在30 m的范围内，2次预报的搭接长度需超过5 m。

④掌子面地质素描应贯穿于隧道施工的全过程中，在每一个开挖循环均需进行一次。

⑤超前钻探技术适用于长、短期预报后，确定下来的不良地段。超前钻探主要可以分为以下几种：a 长距离超前水平钻探；b 短距离超前钻探；c 加深炮孔。其中，前两种水平钻探方法均是通过水平地质钻机进行作业的，后者则是利用加深掌子面钻孔进行作业的。

2.3.2 裂隙—溶隙型掌子面突涌水注浆

在对裂隙—溶隙型掌子面突涌水进行防治时，若是出水量小且分散，则应将重点放在排水上，施工时可带水作业，一切以掘进为主；若是出水量大且集中，则必须以堵为主、超前封堵，未开挖段掌子面单孔涌水量一旦超过40 m3/h，则必须利用顶水注浆治水。在进行注浆施工时，应把注浆区划分成四个区域，即为：右上、右下、左上、左下，并按照出水量分出强、弱水区。出水量超过5 m3/h，将其归为强水区；出水量低于5 m3/h，将其归为弱水区。强水区需开孔进行重点性注浆；弱水区可采取一般性注浆而定方法，少开孔甚至是不开孔。

2.3.3 构造带型掌子面突涌水注浆

掌子面构造带突涌水主要是因为构造裂隙与隧道见的岩柱无法承受构造裂隙内水压，导致裂隙水进入隧道。对此，为了避免掌子面构造带突涌水，必须流出足够厚的岩盘，保证其能够有效承受裂隙水压力。

在进行隧道施工时，应使用超前探孔技术，预测前方是否具有大型的隐伏蓄水构造。若是存在大型的隐伏蓄水构造，需充分考虑围岩质量等级、水压力等因素，留出3～10 m防突岩盘；若是水压力较小，水量少，则可应用超长炮孔加强探测，在确保掌子面稳定的基础上，尽可能地接近蓄水构造，从而有效降低超前预注浆施工量。

[1] 闫振东.隧道突发涌水处理技术[J].今日科苑，2008，(6)：149-150.

[2] 袁淑香，张言华.隧道施工涌水处理方案及技术经济分析[J].铁路工程造价管理，2013，28(1)：28-32.

[3] 孙宇晨.高速公路隧道涌突水处理技术[J].科技创新与应用，2012：168-169.

[4] 周健.圆梁山隧道岩溶管道群涌水处理技术[J].中国科技博览，2012，(33)：117.

Discussion on tunnel water gushing treatment technology

LI Ze-sheng

(Guizhou Highway Group Co.,Ltd., Guiyang, Guizhou 550000,China)

In karst tunnel construction process, water gushing impacts on the safety and quality of engineering construction. In this regard, it is very important to strengthen the tunnel geological prediction, to do the grouting blocking water and diversion work. This paper discusses tunnel water gushing treatment technology.

tunnel gushing;treatment technology;tunnel geological prediction

2015-08-21

；李泽生(1977-)，男，贵州盘县人，高级工程师，主要从事公路工程、道路桥梁、隧道施工管理方面的工作。

U456.3+2

C

1008-3383(2016)02-0118-02