涌水隧道施工技术控制方法

(中铁十局二公司，河南郑州 450000)

0 引言

佛岭隧道位于绩溪—黄山(歙县呈村降)高速公路，全长3904 m，为左右线分离式曲线特长隧道，是安徽省境内已建和在建的最长公路隧道，也是绩黄高速的关键性工程。佛岭隧道于2008年12月动工，该隧道地质以围岩破碎及涌水量大为特点，是制约隧道能否顺利贯通的重难点问题，本文重点从处理隧道涌水方法方面进行探讨，可为同类地质隧道施工提供参考。

1 工程概况

本项目负责佛岭隧道进口端施工，左洞长1621 m，右洞长1589 m。佛岭隧道右线桩号 YK24+516～YK26+105，全长1589 m，其中明洞11 m，Ⅴ级加强103 m，Ⅴ级一般360 m，Ⅳ级一般540 m，Ⅲ级575 m，左线桩号 ZK24+459～ZK26+080，全长1621 m，其中明洞16 m，Ⅴ级加强99 m，Ⅴ级一般406 m，Ⅳ级一般570 m，Ⅲ级530 m。

隧道地质围岩结构较复杂，一共要穿过7个断层带，还有一个300 m的涌水段。

2 开挖方法及钻爆作业

Ⅲ级围岩段主要采用全断面开挖法施工，全断面法施工采用光面爆破沿隧道开挖线一次爆破成形。Ⅳ，Ⅴ级围岩段主要采用台阶法施工。台阶法分2步开挖，Ⅳ，Ⅴ级围岩上台阶高度约7 m，下台阶高度约3.4 m，台阶长度30 m～50 m，下台阶施工可分左右幅开挖，交替进行，以保证上台阶车辆通行。

因富含地下水，所使用的炸药均为乳化炸药，爆破方式采取导爆管引爆，电雷管起爆。断面爆破均采用光面爆破技术，其效果保证达到周边眼炮痕保留率80%(硬岩)和60%(中硬岩)以上，前后两排炮周边开挖轮廓错台小于10 cm。

3 涌水地段施工技术措施要点

围岩较破碎的Ⅳ，Ⅴ级围岩在本隧道涌水量较大，当预计隧道开挖工作面前方有承压水，隧道通过围岩破碎地段，往往伴随涌水、流砂流泥现象。施工时因地制宜，采用“防、截、排、堵”相结合的治理方法。

3.1 防

建立地表沟槽导排系统及仰坡地表局部防渗处理，防止降雨和地表水下渗。

3.2 截

在正洞之外水源一侧，采用深井降水，将储藏丰富构造裂隙水，通过深井抽水排走，减少正洞的静水和动水压力，对地下水起到拦截作用。

3.3 排

有条件可考虑隧道在正洞水源下游一侧开挖一条洞底低于正洞仰拱的泄水洞，用以降排正洞的地下水，或采用水平超前钻孔真空负压抽水的办法，排除正洞的地下水。

3.4 堵

施工前采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况，提前疏排或注浆止水。准确预报工作面前方20 m～25 m范围的工程地质和水文地质情况，以便为制定施工方案和确定注浆参数提供依据。采用钻眼排碴取样分析，记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描，综合判断预报前方水文、地质条件。

3.4.1 注浆范围

要确定加固区的大小，即确定围岩塑性破坏区的大小，可以按岩体力学和弹塑性理论计算出开挖坑道后围岩的压力重力分布结果，并确定其塑性破坏区的大小，这也是应加固区的大小。

3.4.2 注浆数量及注浆材料选择

注浆数量应根据加固区需充填的地层孔隙数量来确定。一般来讲，不可能也无需将全部渗透孔隙充填密实，就可以达到加固和堵水的目的。

工程中常用充填率来估算和控制注浆总量。所谓充填率是指注浆体积占孔隙总体积的比率。于是注浆总量可按下式计算:

式中:Q——注浆总数量，m3;

A——被加固围岩的体积，m3;

n——被加固围岩的孔隙率，%;

a——过去实践证实了的充填率，%。

后两项参项可见表1。

表1 参数n和a的取值

4 结语

由于佛岭隧道在Ⅴ级围岩地段采取了“防、截、排、堵”相结合的治理方法，在涌水较集中地段根据围岩及涌水量灵活采用超前辅助导坑引排涌水、超前注浆方法进行预支护，确保了该隧道的施工安全，同时采取中短台阶法施工，缩短了二衬及仰拱距掌子面距离，初支尽快闭合成环，有效抑制破碎围岩的变形，为佛岭隧道顺利竣工起到了有效保障。

［1］魏志昌.象山隧道注浆堵水施工技术［J］.山西建筑，2010，36(7):329-330.