公路工程隧道突发涌水处理技术的探讨

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2012-11-19浏览：32次

　　摘要：隧道可克服地形或高程障碍、改善线性、提高交通效率、减少用地减轻对植被的破坏、防护能力强受气候影响较小等优点，故在公路工程中出现的频率越来越高。隧道施工中常出现涌水突发情况，如处理不善，在后续施工可能导致更大的经济损失甚至人员伤亡。本文紧密结合某公路隧道施工中突发的涌水情况实例，结合隧道的施工技术，探讨处理措施。

　　关键词：公路隧道,涌水,支护,措施

　　1、工程概况

　　广东省某隧道设计为双洞六车道，左、右线分离布设，左线隧道长4762m，右线隧道长4821m，属特长隧道，进口段和出口端均有一段小净距段, 其余为正常间距段。其中隧道左线出口端，穿过低山丘陵地貌区，山体走向呈近东西向，沟谷与山脊相间，该段隧道岩层设计主要为Ⅱ级微风化砂岩，强度较高自稳能力较强，最深埋深约250m。主要技术标准如下：(1)公路等级：高速;(2)设计行车速度：100km/h;(3)内轮廓净高：7.92m;(4)内轮廓净宽：15.18m。

　　2、涌水突发情况

　　隧道左线LK77+056～LK75+100段原设计为Ⅱ级围岩段，强度高自稳能力强。2009年11月1日上午11时，开挖至LK76+358里程时，掌子面底部右下角底板眼钻至3m深处突然出现大量涌水，涌水为黄褐色，水中同时夹带大量的泥砂，水压力较大，呈射喷状，最大射程约15.0m。

　　3、情况调查

　　鉴于此突发情况，在不了解掌子面前方具体的岩层节理情况下，为避免掌子面发生突泥及更大的涌水，保证设备人员安全，项目部立即停止掌子面的施工，并迅速组织所有作业人员撤离现场，并在相应位置拉设警戒线布设监控量测点，加强掌子面照明，并派专人现场监控变化情况。同时向监理、业主及设计院等单位汇报情况。

　　自事发日至11月4日止，通过现场观测，水压力有一定减弱，同时水中夹带大量的泥砂，喷射距离降至约为2.0米时，水压及涌水量水量保持稳定，涌水量约4300方∕天。掌子面及周边围岩稳定，无裂隙出现;通过对量测点的监控，拱顶无明显下沉，周边无较大收敛。

　　为探明掌子面前方围岩发育情况，项目监测组采用地质雷达100MHz天线对LK76+358断面作了超前地质预报。为进一步探明前方地质围岩软弱情况，并探明出水深度，同时也可以作为排泄口加速泄水，于11月5日，进行超前地质钻孔探测，先后共钻5孔，每孔长度约22m。涌水及钻孔位置如下图：

　　通过对地质雷达、超前钻孔的结果对比分析，并根据现场涌水变化情况，得出以下结论：该涌水为局部裂隙水，非地下暗河涌水;掌子面前方3米范围内，围岩仍为微风化砂岩，岩石整体性较好;但LK76+354~LK76+328段范围内，左侧围岩比较好，中间只有局部存在裂隙但都无水流，右侧上部钻孔情况也比下面好，出现少量的流水和局部裂隙;但是右侧下部不同程度的存在裂隙发育，特别是LK76+354~LK76+350段右侧拱脚处附近岩石破碎，存在空洞，可能存在较大范围的裂隙水。

　　4、处理措施

　　该段原设计为Ⅱ级围岩，其施工参数如下：

　　(1)开挖方式：半断面开挖(无仰拱;预留沉降量为3cm)。

　　(2)防排水：纵向φ8排水管(左右侧拱脚各一根);环向为扁形14×3cm排水盲沟，间距20m;土工布+EVA防水板。

　　(3)初期支护：局部Φ22药卷锚杆，L=3.0m;10cm厚C20喷射混凝土。

　　(4)二次衬砌：40cm厚C25素混凝土。根据地质雷达、超前钻孔结果，并结合现场所露实际围岩和揭露出的破碎带以及涌水变化情况，针对施工中所涉及到的开挖、防排水、空洞处理、初期支护及二衬，采取以下措施：

　　(1)LK76+358~LK76+321段由原设计的II级围岩变更为Ⅳ级围岩，开挖方式：上下台阶预留核心土开挖(有仰拱;预留沉降量为8cm)。

　　(2)超前支护：每3m拱顶打设一环49根φ42注浆小导管，L=4.5m，外插角为7~10°,环向间距40cm，注浆浆液采用水泥---水玻璃双液浆。

　　(3)防排水：环向为扁形14×3cm排水盲沟，间距调整为3m;其余不变。

　　(4)初期支护：初喷4cm厚C20混凝土;Φ25中空注浆锚杆(L=3.5cm，梅花型布设，间距@100(环向)×75(纵向)cm);网孔为@20×20cm的φ8双层钢筋网;I18工字钢钢支撑(每75cm设一榀);复喷20cm厚C20混凝土。

　　(4)空洞处理：开挖后根据开挖轮廓线外空洞的实际大小，在该段初期支护的每台阶每榀拱架拱脚处分别增加 4 根锁脚锚杆(φ22 药卷锚杆)，在空腔内增加合适数量的I18工字钢支撑，与隧道初期支护工字钢焊接牢固;并在初期支护不同标高位置预留泵送混凝土口和流水盲沟，以便于剩余水渗流;待初期支护喷射混凝土达到一定强度后，向空洞内分层泵送二衬同标号的防水混凝土。

　　(5)二次衬砌: C30钢筋防水混凝土，厚度为50cm;其中Φ25环向主筋双层，层间距为37.5cm、纵向间距为20cm; 纵向连接筋为Φ12@250cm;箍筋为φ10圆钢，梅花型安设(环向间距500mm，纵向间距400mm)。

　　五、安全措施

　　(1)严格按照上述确定的方案组织施工，如有其他问题及时进行汇报。

　　(2)施工过程中以安全为主，并安排专人现场监控和观测，出现异常立即撤退施工人员。在施工过程严格遵循“短进尺，强支护，早封闭，勤量测”的原则，确保该不良地质地段平稳、安全的渡过。

　　(3)加强该段的监控量测和监测频率，及时反馈量测结果，发现问题及时上报。另外，必须等到该段量测结果稳定后，符合进行下道工序施工的条件，根据空洞泵送混凝土后渗水情况确定是否需要压注水泥---水玻璃双液浆堵水后, 方允许进行二次衬砌。

　　(4)施工至LK76+321里程处，根据围岩的具体情况再决定是否需要继续变更加强支护，不得盲目进行开挖。

　　参考文献

　　[1] 陈秋南主编. 隧道工程[M]. 北京:机械工业出版社， 2007年，82-110.

　　[2] 易萍丽主编. 现代隧道设计与施工[M]. 重庆:中国铁道出版社，1997年，114-135.

　　[3] 周爱国主编. 隧道工程现场施工技术[M]. 北京:人民交通出版社，2004年，31-84.

　　[4] 中华人民共和国行业标准. JTG D70-2004 公路隧道设计规范. 北京:人民交通出版社,2004.

　　[5] 中华人民共和国行业标准. JTGF 60-2009 公路隧道施工技术规范. 北京:人民交通出版社，2009.