关于隧道工程防渗流水施工难题的探讨

张小卫

摘 要：该文介绍常吉高速公路二期工程中最长的青山岗隧道，该隧道地下水类型主要为松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。此隧道中有100多米位于山体背斜构造的轴部，地下水影响较其它地段尤为突出，需采取有效的施工措施，确保隧道二衬不出现渗漏水现象及有效保持隧道周边水文环境意义重大，为此，该文对隧道的防渗流水施工难题一起进行简单的探讨。

关键词：高速公路隧道 地下水类型 防渗水施工难题 体会

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（c）-0030-02

在公路建设中，隧道工程一般都是整个公路工程中最关键、最需要控制的工程，是施工中的重点和难点；为了确保隧道工程质量，加快隧道施工速度，减少施工成本具有重要意义；而隧道内的防渗流水工作又是确保隧道工程质量不可缺少的重要关键工作。

1 青山岗隧道简介

青山岗隧道是常吉高速公路二期工程中最长的隧道，属于常吉高路的控制性工程。该隧道是一座上下行分离的双向四车道隧道，左右隧道分别长1245 m、1227 m，最大埋深160 m。地貌类型为丘陵地貌，隧道横穿山体。该隧道地下水类型主要为松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。覆盖层中的孔隙潜水主要赋存于碎石质土中，主要靠大气降水补给，其透水性强，在坡面陡峻地段对地下水补给较弱。基岩裂隙潜水主要赋存于基岩上部裂隙中，主要由松散层孔隙潜水渗入补给，有水头压力。地下水渗流可引发塌方冒顶、地面沉降、地表水体流失等诸多工程问题。K121+900～K122+000段位于山体背斜构造的轴部，地下水影响较其它地段尤为突出。采取有效的施工措施，确保隧道二衬不出现渗漏水现象及有效保持隧道周边水文环境意义重大。

2 工程地质、水文概况及工地现场的状况

2006年6月15日，我们对青山岗隧道初支渗流水现象进行了统计，初支表面（未施工二衬段）共有21处，大部分部位只是表面潮湿，有三处渗水较严重，呈滴线状或股状，两处位于拱顶，一处位于边墙。同时对隧道出现的几次重大塌方事故进行了统计，2005年10月28日，隧道左洞吉首端口掘进到ZK122+582时，放炮揭露一条宽约5m的张性充水大断层，断层位于作业面的拱顶，拱顶发生大的突水，在拱顶形成一个4.5m的大洞。后来大空洞处理过程中，拱顶不断出现掉块和冒落，我们花费了大量的人力和物力才得以通过。此次突水事故处理使工程进度往后推迟10天。2005年11月20日，隧道右洞YK122+546作业面为弱风化硅质岩，岩体节理裂隙发育，呈块碎石镶嵌结构，拱顶部渗水呈线状滴水。喷射作业还没有开始，拱顶岩层在地下水的作用发生塌方，拱顶塌洞跨度达6.8m，高达4.3m。后来我采用钢拱架、钢筋网、喷射混凝土、壁后注浆充填等技术措施对隧道塌方段进行加固处理，历时12天。

2006年2月1日，吉首端左洞ZK122+380左侧及左侧拱部出现一条宽约2m的张性富水断层，水流向外喷出达3～4m之远，涌水中夹杂着大量泥砂。作业面揭露后不到3个小时，作业面左侧发生大片帮，片帮深度达2.2m。随后拱部围岩发生塌方，造成正常施工作业停工。我公司对塌方地段马上组织抢险加固，防止塌洞规模进一步向上扩大。

3 目标设定及可行性分析

3.1 确定目标

确定目标如图1所示。

3.2 可行性分析

纵观上述分析，攻克青山岗隧道渗流水施工难题是完全可行的。

4 制定对策与对策实施：

4.1 提高设备的工作能力。

2006年6月15日，为解决注浆帷幕压力掌握不好的因素，项目经理要求试验室主任负责采购一台新型双液注浆设备和一台湿喷机，开始对隧道开挖前进行超前环向注浆堵水帷幕的施工。钻孔采用YT-26风钻，注浆孔为Ф50 mm小孔，每环纵距为3 m，浆液水灰比0.6：1，注浆压力0.5～1.0 MPa，水泥浆与体积比1：0.4或1：0.5，水玻璃浓度30～10Pe，模数2.4。注浆顺序从下至上，先进边墙注浆，后进拱顶注浆。注入单液水泥浆9.1 m3，注入水泥—水玻璃双液浆5.4 m3，每延米隧道消耗的注浆材料：单液水泥浆3.03 m3/m，水泥-水玻璃双液浆1.8 m3/m；综合堵水率达91.04%，达到了预期效果。

4.2 采用湿喷设备及工艺

2006年6月15日，我们对右洞实施湿喷工艺，由于设备较先进，湿喷工作实施顺利。事后，试验室进行检测，发现砼与岩面的粘接较干喷效果好，砼密实程度高。在渗流水段施工后，并未发现初支表面有渗水现象，取得了良好的效果。

4.3 及时调整炮眼布置及装药量

2006年6月15日，项目部聘请了爆破专家负责隧道开挖的爆破指导工作。在2006年6月到2006年8月的施工时间里，每次都根据隧道的实际围岩情况，更改炮眼布置及装药量，并取得良好的爆破效果。炮迹率保持在80%以上，超挖都控制在规范允许范围内，无欠挖情况。2006年6月28日到7月6日，在ZK121+855～ZK121+879.20段进行爆破减震及其观测试验，所采取的减震措施包括分台级开挖和改进隧道的爆破参数，采用成都中科动态仪器有限公司生产的EXP3850爆破振动仪对隧道施工中的爆破振动信号进行监测，监测结果表明，与我们原来采用爆破方式相比，爆破震动强度降低22%，有效减少了爆破对围岩的影响，达到了预期的效果。

4.4 提高两个防水等级

2006年6月14日，我们在左洞K121+800～+803段进行抗渗喷射混凝土试验，抗渗喷射混凝土的配比按照优化设计方案进行，抗渗剂为株洲桥梁厂生产的TPN—F型，掺量为水泥重量的4%。其试验成果和过程详见抗渗喷射混凝土抗渗试验报告单和青山岗隧道左洞试验段抗渗喷射混凝土试验记录统计表。喷射混凝土试块室内抗渗试验表明：抗渗喷射混凝土的抗渗性能与原喷射混凝土相比，从S4提高到S6，达到了预期的效果，并实施到左洞K120+700～K122+300段，效果明显。endprint

4.5 喷砼密实

经我们分析论证，发现采用本地河砂的含泥量高，喷砼后水流冲洗，掏空河砂的泥土，从而导致渗流加剧，为此项目部决定喷砼采用从常德转运来的含泥量较低的黄砂。2006年6月14日，我们喷砼细集料采用黄砂，经现场抽样检验，喷砼的强度由原来的21.4 MPa，提高到了26.7 MPa，提高了一个等级，达到了密实效果及增加强度的作用。

于是我们在隧道K121+700～K122+300段施工时，顺利通过了山体褶部，没有出现塌方的现象，初支表面未出现渗水现象，达到了预定的目标，满足了业主的要求。

5 几点体会

（1）实践证明，本人认为大家只要采取隧道内防渗流水措施，隧道开挖、初期支护的质量就会得到提高，采用超前环向注浆帷幕水率为91.04%；且注入的浆液结石体充填在隧道富水地段破碎围岩的裂隙中，加固围岩，并提高其物理力学性能，改善了隧道开挖条件，从根本上防止了突水、塌方冒落事故，从而节省了塌方处理的费用，间接地提高了经济效益。

（2）青山岗隧道因改善了隧道开挖条件，从而加快了开挖、二衬的速度。开挖速度达到了105 m/月，二衬的速度达到了110 m/月，而原隧道开挖速度为70 m/月，衬砌速度为70m/月，每月增加产值35 m/月×14000元=49.0万元/月，共增加产值49.0万元/月×3月=147.0万元，也就是说共创造直接经济效益147.0万元。

（3）该隧道在施工过程中和二衬完工后没有出现异常的渗水现象，大幅度减少了地下水土流失，保持了隧道上部的水土平衡，保护了常吉高速公路沿线的生态环境，效果良好。得到了省、市及交通主管单位、业主等各级领导的好评，在同行业中处于领先地位，提高了企业的信誉度，增强了企业的竞争力。

（4）青山岗隧道解决了初支及二衬表面出现渗流水现象，也从一定程度上防止富水段施工易塌方的通病、难题，取得了很好的效果。但也冒出了一些新问题，例如新型材料（半管技术）的应用不过关，工程成本高；在隧道地质条件好的情况下，是否可取消防水布，利用砼的自防水能力，从而加快施工进度、减少工程成本等问题还有待我们一起探讨。本人将以质量标准为依据，以用户满意为宗旨，制定新计划，解决新问题，再创新成绩！

参考文献

[1] 黄成光.公路隧道施工[M].人民交通出版社，2001.

[2] 王毅才.隧道工程[M].人民交通出版社，2000.

[3] 蒋树屏.公路隧道设计规范[M].人民交通出版社，2004.

[4] 于书翰，杜谟远.隧道施工[M].人民交通出版社，1999.endprint