隧道施工中突水突泥治理技术与应用

2019-02-17冯桔

四川水泥 2019年2期

冯桔

（中铁城建集团南昌建设有限公司，江西南昌 330002）

现代社会进步和发展下，高速铁路等基础设施不断健全和完善，铁路隧道施工规模不断扩大，当前我国的隧道建设里程高达9000km。但是，由于隧道施工特性，地质条件较为复杂，很容易受到客观因素影响出现突水突泥事故，加剧安全事故出现，威胁到人员生命财产安全。这就需要结合相关规定编制合理处理预案，最大程度上规避突水突泥事故出现。所以，应该结合隧道施工要求，选择合理的突水突泥治理技术，提升施工效率和质量的同时，推动隧道建设和发展。

1 突水突泥事故的原因分析

1.1 突水突泥灾害机理

在铁路隧道施工中，突水突泥的问题出现主要是由于地质条件问题导致。由于水资源充足，可能导致铁路隧道出现突水突泥灾害，结合地质岩性特点来看，碳酸盐岩层区域突水突泥灾害发生几率较大，尤其是在褶皱和裂缝区域，可能产生严重的突水突泥灾害[1]。通过大量实践调查研究可以了解到，断层和局部构造破碎带中，喀斯特塌洞隐伏引水构造是常见的水害发生区域。这就需要在铁路隧道中，结合岩石力学结构和损伤机理，探究突水突泥灾害产生的原因。就铁路隧道施工中突水突泥灾害的出现，多数是出现在富水、高压和不良地质区域，在突水突泥治理中应该充分结合这一地质条件特性，选择合理的治理技术。

1.2 工程处理

铁路隧道施工中，突水突泥的出现多表现在挖掘和清淤环节，通过选择合理的预防措施，最大程度上规避突水突泥灾害出现。通过以往的地质灾害问题分析了解到，当前铁路隧道的突水突泥规模较大，为了便于后续工程处理工作开展，需要进行地质超前预报，以便于及时发现地质条件较差的区域，尽可能降低资源损失和人员伤亡。

在具体工程处理中，结合突水突泥特性，寻求合理措施予以处理。对于小型的突水突泥，工程处理中可能由于操作不当加剧二次突水突泥发生几率。一旦出现突水突泥，由于基坑开挖的洞并未设立闸阀截留口设置，致使灾害的产生。突水突泥的出现，由于未发现风险源，或是发现风险源，并未编制合理的技术解决方案，建设管理措施未能全面落实到实处。所以，建设单位应该施工前充分勘探地形，对于复杂地质条件应该进行充分的超前预报和处理，将注浆质量和开挖支护控制[2]。

2 突水突泥勘测预报技术分析

通过大量实践可以了解到，加强突水突泥地质灾害检测和预报很有必要，主要侧重于声波发射电磁波勘探和地震波，通过地质素描和SEM预测检测方法，并通过喀斯特地下水污染水浸泡和喀斯特电网仿真等方法进行探测。通过地震反射波法检测拉卡喀斯特含水层厚度和电阻成像技术进行探测，也可以使用尼泊尔博卡拉流域喀斯特检测参考电阻法进行探测。

3 铁路隧道施工中突水突泥的处理流程

在突水突泥处理中，应该充分结合实际情况进行安全风险评估，编制合理的突水突泥处理方案，促使突水突泥处理活动有序进行。尽管在突发情况下重建十分必要，但是救援和清淤工作是在人们被困下以救人为目的。这就需要进行安全性评估，寻求合理措施予以处理[3]。

3.1 先挡后清

在铁路隧道施工清淤中，首要一点是对施工风险安全评估，并充分结合清淤要求，缺口后提供支撑结构。结合隧道的特点，编制合理的齿轮设置方案，如洞内迂回设挡方案和地面垂直设挡方案。就洞内迂回设挡方案来看，主要是结合铁路隧道施工中突水突泥特性，在迂回导坑顶部设立突水突泥点，或是选择垂直喷射注浆技术，满足块体结构清淤工作。由于铁路隧道的封闭环境，可以选择一直高素质的设计队伍负责，对铁路隧道的抗剪强度安全评估和核查。而地面垂直设挡方案，由于回旋段掘进作业量较大，地面注浆封堵维护结构设计中，可以采用较长的隧道循环，并对隧道的淤泥充分清理。由专业设计队伍负责密封结构设计，对隧道透水性进行安全校核[4]。

3.2 充分清淤

突水突泥灾害爆发后，通过实践调查了解到是由于清淤工作不充分导致。由于操作人员自身操作不当，清淤期间可能出现两次突水突泥灾害，带来严重经济损失的同时，带来严重的安全事故。清淤期间，采用小端面，并选择合理的安全观测技术，一旦发现安全事故及时引导人员撤离；清淤到一定距离后综合评价和分析，选择合适的封挡措施，淤积体注浆改良后充分清淤，完善密封结构。

3.3 溃口治理

（1）地下水处理。关于溃口治理，为了保证铁路隧道施工安全，应在充分了解施工现场情况下，对地下水压力采取有效减压措施，作用在不同底层，如钻孔引流减压和能量释放减压方式。其中钻孔排水降压法，强调在钻孔断层破碎带时，通过排水方式更容易爆破灌浆，最大程度上消除隧道开挖过程中存在的高压水风险，保证施工质量。对于钻孔排水方案编制中，应该明确破碎带注浆压力范围，纵向爆裂左右两侧5cm～8cm，孔直径150mm。

（2）地层加固处理。对于地层的加固处理，主要是为了改善密封和注浆工艺的不足，土体开挖前隧道开挖轮廓线5～8cm，适当加入玻璃纤维锚杆注浆孔，形成网络结构的加固范围，这样可以显著提升加固质量，提升注浆加固体抗变形能力[5]。

4 突水突泥防控措施

为了有效防控突水突泥灾害出现，应该做好风险识别和评价，风险的控制和规避。其中放线识别和评价，要求对施工区域进行充分的地质勘察，划分隧道危险等级，制定防控措施；对隧道施工风险评估，编制完善的安全防范管理机制；分割线隧道预测专项设计，加强过程管理；优化设计和水文监测工作，施工单位负责施工活动，监理单位负责各个环节质量检验；建设单位钻井和水文监测，在施工中对发生的事故进行风险评估，如果有效防控方案未完善前，禁止后续施工活动开展。所以，通过铁路隧道的风险识别和评估，寻求合理措施予以防控，有助于铁路隧道施工规范化，提升施工效率和效益同时，保证作业安全。