浅谈重阳山隧道软弱围岩涌水突泥处理技术探析

杨成

摘要：以海西高速公路网屏南至古田联络线高速公路A5合同段重阳山隧道涌水突泥处理为例，阐述隧道涌水突泥的处理方法。

关键词：重阳山隧道；涌水突泥处理技术

随着目前我国经济的快速发展，基础投资越来越大，公路建设又是基础建设的重要组成部分，在山岭和丘陵地区为翻越山脉的公路建设中，为缩短行车里程，提高线性标准、保障运营安全并减少对生态环境影响，尽量避免大挖大填，越来越多采用隧道施工方案。隧道施工也是公路建设的重点难点，特别是在不良地质软弱围岩段涌水突泥经常发生，为提高隧道施工的安全性，防止隧道涌水突泥事故，现结合海西高速公路网屏南至古田联络线高速公路A5合同段重阳山隧道涌水突泥处理的成功经验，浅谈隧道涌水突泥处理技术。

一、工程概况

重阳山隧道位于福建省宁德市古田县泮洋乡新华村，为分离式隧道，进口均位于直线地段，出口位于曲线段，左线平曲线半径为942米，右线平曲线半径为925米。隧道左线长1111米（ZK49+141～ZK50+252），其中Ⅴ级围岩长131米、Ⅳ级围岩长370米、Ⅲ级围岩长260米，Ⅱ級围岩长350，纵坡为0.882%；最大埋深59米；右线长1162米（YK49+113～YK50+275），其中Ⅴ级围岩长72米、Ⅳ级围岩长420米、Ⅲ级围岩长360米，Ⅱ级围岩长310米，纵坡为0.877%。最大埋深63米；位于闽西南拗陷带和闽东火山断陷带之间，政和-大埔断裂带的东侧，区内断层发育不均一。隧道区属剥蚀丘陵-低山地貌，整体覆盖层较薄，隧道出口、洞身处基岩埋深较浅，风化层厚度大，隧道进口处基岩埋藏较深，风化层厚度较厚。分布地层为侏罗纪南园组（J3n）凝灰熔岩，岩体总体较破碎。

二、ZK50+028～ZK50+029.5段涌水突泥处理

1.施工情况

重阳山隧道左线于2016年11月14日14：10施工到桩号ZK50+028时掌子面开挖中发现拱部65°范围有大量水涌出，涌水中夹杂有大量的泥土和块石，涌水带出的量约为130 m3，涌水突泥事故发生后项目部立即对掌子面进行洞渣反压回填，同时报监理、设计、业主单位，1小时后四方代表到施工现场进行实地勘察，并研究决定采用水泥水玻璃双液帷幕措施处理涌水突泥事故。

经处理后，涌水突泥处逐步趋于稳定，四方决定于11月28日开始继续进行洞身开挖，但11月29日21：00当施工到桩号ZK50+029.5时拱部再次发生涌水突泥事故，涌水带出的量约为310m3，并受涌水突泥的作用下掌子面出现坍塌，ZK50+020～ZK50+029.5段已支护完成段落拱顶出现下沉并出现开裂，11月30日上午四方代表对施工现场进行实地勘察，因天气预报未来三天有强降雨，遂决定对掌子面进行封堵同时进行引排，以保证塌体部分比较干燥，并进行洞渣反压回填；

该段原设计为IV级围岩，初期支护类型Z4型支护，参数为拱部120°范围设准φ22mm水泥砂浆锚杆间距100X120cm （纵X环）；c25喷射混凝土厚度18cm；准6.5钢筋网片，网格间距20X20cm；格栅拱架间距100cm；c30混凝土衬砌，厚度35cm.

2.原因分析

重阳山隧道左线ZK50+020～ZK50+029.5段围岩松散破碎，主要是强风化凝灰熔岩，裂隙发育，裂隙间夹杂土泥填充，处于破碎断裂带上，裂隙水丰富，围岩在裂隙水的长期浸泡作用下而导致逐渐崩解至泥化，同时左线右线探测报告显示在隧道拱部上方有一明显破碎断裂带，该破碎断裂带与隧道左右线斜交，其走向与隧道开挖方向夹角30°在围岩开挖后大量裂隙水涌出带动大量松散泥石涌出，从而形成涌水突泥是造成此次坍塌的原因。

3.处理方案

根据涌水突泥规模并结合地址报告及原因分析，采取的处理方案如下：

（1）从洞外拉洞渣至洞内塌方体处进行反压回填，反压回填高度3.5m，形成一个操作平台，并在下方设置4根准150钢管对地下水进行引排，以保证操作平台比较干燥；

（2）纵向施作准108X6mm钢管并注浆，钢管环向间距0.5m，仰角40°，钢管长度根据现场实际情况确定（8.5m）采用机械送管，其中一根钢管不钻孔以保证刚度，另一根钢管按梅花形钻孔，钻孔间距25cm作注浆管；根据实际情况注浆采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力初压在0.5-1.0Mpa，终压在1.5-2.0Mpa，实际注浆量为130m3，同时在原有的初支下方增加两榀护拱以支撑及固定钢管；

（3）把原采用上下台阶法洞身开挖改为预留核心土分部开挖法施工；将原设计Z4型支护调整为Z5-1型支护，具体为原格栅拱架调整为I20钢支撑间距50cm；原拱部120°范准φ22mm水泥砂浆锚杆间距100X120cm（纵X环）调整为全断面准φ25mm中空注浆锚杆间距100X100cm（纵X环）；原准6.5钢筋网片，网格间距20X20cm调整为准6.5钢筋网片，网格间距15X15cm；原c25喷射混泥土厚度18cm调整为c25喷射混凝土厚度28cm；原c30混凝土衬砌厚度35cm调整为c30钢筋混凝土衬砌厚度45cm，钢筋为准20间距25X25cm（纵*环）；同时并增加超前注浆小导管具体为准50钢管4.0米长，仰角15°，环向间距50cm，搭接不少于1米并注浆；

（4）为预防掌子面坍塌对已支护段落造成影响，产生大面积坍塌，对ZK50+020～ZK50+028段支护完成段落增加10榀I18型钢支撑作为临时护拱，以确保初支安全，在以后初支稳定后再对已下沉浸线的钢格栅进行替换；

4.处理结果

本次涌水突泥的处理，取得了较好的效果，于2017年3月15日基本完成并已稳定，掌子面继续掘进，目前ZK50+ 020～ZK50+028段已施工完成二衬，未出现渗漏现象，监控量测结果显示初期支护整体初始变形稍大，拱顶累计变形下沉量为4cm，钢支撑应力监测累计变化值为-49.53Mpa，后期变形逐渐稳定，吸取本次事故的经验教训，要求在后续隧道施工中，在掌子面打两个超前探孔，及时探测前方地质情况，坚持动态施工动态设计的塌方处理原则，稳步向前推进，同时加强对重阳山隧道右线施工时该破碎断裂带的影响观测和预报，发现异常及时上报并采取措施，保证施工质量、安全，预防出现类似问题。

我发现在富水不良地质隧道施工中，发生涌水突泥事故后极易造成重大安全事故，严重危及隧道施工安全质量。因此应加强超前地质预报，制定完善的应急措施，建立施工、监理、设计、业主四方紧密联系的工作机制非常重要，提高对事件的应急响应能力，同时施工单位应严格按照设计要求的开挖方式进行施工，遵循“短进尺、弱爆破、强支护、管超前，勤量测、紧封闭”的施工原则，稳扎稳打施工，已保证隧道施工的安全质量。以上是我在多年施工中对软弱围岩涌水突泥处理技术的一点心得体会，能为大家借鉴。

参考文献：

[1] JTJ042-94公路隧道施工技术规范（S）endprint