奉节隧道基岩裂隙水处理技术探讨

张文杰 （中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

目前，我国高铁建设发展迅速，实际施工中必定会碰到各种不良地质条件。在长大隧道施工中，由于地下水的影响，势必造成施工质量问题，给后期隧道的运营带来一定的影响，且后期维护整治渗漏水的难度大，费用大，因此，必须从根本上解决地下水的引排。

1 工程概况

郑万铁路奉节隧道位于重庆市奉节县朱衣镇境内，起讫里程DK721+150.10 ～DK734+622.55，正线长13482.45m，其中DK726+480～DK728+200属剥蚀低山地貌，斜坡基岩大部分裸露，隧道范围上覆第四系坡洪积、坡残积、坡崩积粉质粘土及碎块石等，洞身穿越基岩为三叠系中统巴东组三段泥质灰岩夹灰岩、页岩与四段泥质砂岩。隧道位于朱衣背斜南翼，岩层陡倾，构造节理较发育，岩体较破碎，隧道埋深320m～580m，地下水主要为基岩裂隙水，岩溶裂隙水，在可溶岩与非可溶岩接触溶蚀破碎带地下水易富集，易发生涌水。

2 现场情况及防排水措施选定

DK726+480～DK728+200段地下水发育，设计涌水量达9000m/d，施工过程中出现大面积散水，局部出现线状及股状水，同时由于施作系统锚杆钻孔时经常会钻出股状水，喷射混凝土未初凝便被水流冲落，垮塌严重，喷射混凝土回弹量增大，混凝土消耗量达到无地下水时的2倍以上。围岩经地下水长期浸泡后软化严重，找顶排险过程中围岩掉块严重，且喷浆料易出现不密实，初支背后出现空洞现象严重。初期支护施作完成地段喷射混凝土易掉块，导致初支表面不平整。

此段设计常规防排水措施为拱墙铺设土工布+防水板，施工缝采用“外贴橡胶止水带+中埋橡胶止水带”的方式进行防水；排水措施为边墙设置纵向φ150mm盲管+环向φ50mm盲管。此防排水方式已不能满足渗水处理要求，需进行加强处理，采用增加初支背后埋设盲管、支护后径向注浆、开槽引流、隧底设置纵向盲管及逆向导水管等散水收集、引排、隧底引排的综合排水措施，加强施工过程中渗水的引排，有效提高施工进度和初支质量。

3 基岩裂隙水处理技术

针对DK726+480～DK728+200地下水发育地段，在开挖后及初支后采取收集、引排等措施，或同时采用多种加强措施治理会起到较好的效果。

3.1 开挖后初支前对渗漏水点集流引排

富水段开挖后揭示基岩股状水、线状滴水，在初支喷混凝土前尽量处理，以减小初支面处理渗漏水的工作量及难度。初支喷混凝土前，于渗漏水较集中区域或出水点钻设不小于φ76mm集流孔，钻孔深入基岩大于50cm，孔内插埋φ50mm盲管，插管孔口用土工布包裹并用快凝水泥砂浆封堵管与孔之间的缝隙，沿隧道边墙预埋盲管将渗漏水集流引接至拱脚，并最终接排入侧沟，集流引排管水量较大时接入隧道中心水沟。

3.2 初支后采用径向注浆堵裂隙散水

图1 基岩出水点引排处置示意图

掌子面后方已开挖段的隧道初支完成后渗漏水点较多，水量较大时，考虑高铁100年寿命，做到宁强勿弱，不留运营隐患，隧道拱墙、仰拱采取径向注浆止水及加固方案，以确保结构安全及降低后期二衬渗漏水风险。径向注浆孔环向间距150cm，纵向间距150cm，交错布置，钻孔孔径50mm，终孔不小于42mm，钻孔深度5m；埋置孔口管，孔口管采用φ42mm壁厚3.5mm无缝钢花管，管长1m，孔口管采用锚固筋锚固并采用快凝砂浆堵管与孔口缝隙。注浆采用水泥砂浆，水量较大且存在一定水压时选用水泥-水玻璃双液浆注浆，注浆压力按0.5～1.5MPa控制。

3.3 初支面线状水采用钻孔引排

经前面两步处治后，初支混凝土面仍有较大面积渗水、线状水时，在出水点部位钻φ76mm孔，打入基岩不小于50cm，孔内埋设盲管外包土工布，在初支面开槽70×70mm（宽×深）并埋设φ50mm打孔波纹管，必要时再增加防水板引流，引排至拱脚并最终接至隧道侧沟。

图2 初支面开槽埋管引排示意图

3.4 边墙钻设泄水孔减压措施

富水段初支完成后，在边墙纵向排水波纹管以下至侧沟面以上约50cm部位，每隔2m钻孔径不小于φ110mm的泄水孔，入基岩不小于50cm，孔内插入φ100mm以上比钻孔孔径小一号的盲管或波纹管，盲管或波纹管包裹土工布，距离环向施工缝不大于1m，仰拱二衬及沟槽混凝土施工时，通过PVC管引接至隧道侧沟。钻设减压泄水孔可以有效避免二衬施工缝后期可能承受较大水压而渗水的质量隐患。

3.5 增加富水段防排水系统设计

加强防排水措施，防排水施工参数调整为拱墙环向盲管加密至2m一道，环向施工缝设置一道凸壳式排水板，幅宽1m，散水较多段落初支表面满铺凸壳式排水板；环向、纵向中埋止水带由橡胶止水带变更为镀锌钢板止水带，以增强抵抗施工缝可能存在的水压力；富水地层段于隧底中心沟下增设纵向“φ200mm外裹土工布打孔波纹管+无砂混凝土”中心盲沟，沿纵向每隔10m铺设一道横环向φ50mm打孔波纹管，并通过四通接头与隧底纵向φ200mm波纹管联通，而纵向φ200mm波纹管每隔20m通过三通接头连接无缝镀锌钢管φ150mm导水管接入中心水沟，导水管口高于中心沟沟底50cm，并安设单向止水阀。

图3 富水段仰拱底排水示意图

4 注意事项

4.1 加强超前预报

施工过程中，通过红外探水检测掌子面及周围渗水情况，对检测存在渗水较大的地方，先采用注浆止水的方式进行封堵，减少开挖后对渗水的处理，提前做好渗水检测工作，避免后期处理难度大。

4.2 盲管外包土工布

采用盲管引排时，孔口盲管和隧底盲管必须使用100g/m土工布包裹，防止地下水中因长时间沉积的结晶物堵塞盲管，不能有效将水排出，保证排水通畅。

4.3 适当加密排水盲管

在渗水处理过程中，根据渗水量的大小，可适当加密排水盲管或多种引排措施并用，以能及时有效地将水引排为前提。

4.4 使用快凝水泥

渗水量较大的地方，采取注浆止水封堵时，需采用快凝水泥，注浆配合比根据现场试验试配确定，以达到良好的止水效果。

5 结语

奉节隧道地下水发育地段，通过增加初支背后埋设盲管、支护后径向注浆、开槽引流、边墙设置泄水孔、隧底设置纵向盲管及逆向导水管等引排、散水收集、隧底引排的综合排水措施，与常规的防排水设计措施相比，既能及时有效地将水引排，又避免了后期渗水的施工质量隐患，保证了隧道结构安全及避免后期运营期间二衬渗漏水风险，对类似隧道渗漏水处理具有一定的实际意义。