隧道施工中渗水及突涌水防治研究

权胜

摘 要 本文主要对隧道施工过程中渗水、突涌水防治方法进行了探究。具体结合某铁路隧道客观施工情况，针对隧道内的集中涌水、线状渗水、层间承压渗水、涌水量大、水头压力高、补给丰富等问题，理论联系实践，依据不同类型的问题，阐明处理方法，可供类似工程参考。

关键词 隧道施工；渗水；突发涌水；措施

在隧道施工过程，常常会引起围岩的形态及性能产生较大的变化，地下水会影响围岩的形态变化而降低其完整性以及强度，对隧道产生渗水影响及在高压水下突发涌流。在某隧道施工中，恰时采用有效措施处理渗涌水是施工非常重要的环节，本文就此情况的处理方案进行了阐释。

1 工程概况

某隧道位于陕南秦巴山区，地貌上属大巴山西脉米仓山低山峡谷区，地形起伏较大，山势高陡。隧道最大埋深约327m，最浅埋深位于DyK58+330-“V”形冲沟处，埋深约13.6m。

隧道起讫里程为DyK57+784～DyK60+358，全长2574m，为单线隧道，隧道内为3‰、8‰的单面上坡，出口段反坡施工，进口段为顺坡排水[1]。

2 工程地质与水文地质条件

根据区域资料结合现场调查，隧道洞身无大的断裂构造通过，仅隧道出口处接近F1大断层边界，地质构造对隧道工程不构成大的直接影响。

根据气象资料：年平均降水量1103.6mm，年最大降水量2022.9mm，年最小降水量623.4mm。

DyK57+784～DyK58+800长1016m，中等富水段，该段隧道浅埋，地层为砂岩夹片岩及片岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，地下水主要为基岩裂隙水，基岩裂隙水主要接受大气降水及地表水补给，富水性中等。DyK58+800～DyK60+358长1558m，中等富水段，洞身穿越灰岩地层，岩体较完整，Ⅲ级围岩为主，但局部裂隙、溶蚀发育[2]。

3 隧道施工渗涌水情况

进口（DyK57+784）2015年7月开始施工，目前掌子面里程为DyK58+669，已施工885m，该段为变质砂岩夹片岩及片岩，仅在2016年7月18日至2016年8月20日，施工段落DyK58+275～DyK58+355（长80m）有股状水出水，掌子面水量为800～8000 m3/d，对应隧道口最大涌水量为25000m3/d。

出口段根据时间段涌水量大小可分为：

2015年6月--2015年12月400～8000 m3/d

2016年1月—2016年10月8000～37000 m3/d

2016年11—2017年5月30000～47000m3/d

4 隧道施工中采取的堵排水措施

（1）隧道出口DyK60+358～ DyK59+298段，涌水量400～30000m3/d，施工过程中掌子面及已开挖段拱墙局部渗水，以散状水为主，在渗水量较大段落，出现小股状涌水，采取了径向注浆堵水。抽排水方式：移动潜水泵+离心泵站抽排水。采取以下措施：

①对拱腰股状涌水点集中封堵，减少股状涌水排放；

②对部分段进行径向注浆处理，注浆采用水泥水玻璃双液浆，孔口环向间距180cm，纵向间距260cm，孔深300cm，孔径52mm。孔口管采用Φ50mm热轧无缝钢管，壁厚3.5mm，长度1m；

对已开挖段边墙或拱部单孔涌水量：>40m3/h，对施工进度、运营排水有较大影响地段，采用顶水注浆，主要参数如下：

a.本措施一次加固范围长10m。

b.注浆孔布置：出水点周边2m范围，4～6个钻孔。

c.分段前進式注浆，每段前进5m。

d.注浆参数如下：

水玻璃浓度：35Be；

水泥浆与水玻璃体积比为1：1～1：0.6；

注浆终压：不小于3MPa并通过试验确定；

扩散半径：2.5m；

钻孔深度：10m；

钻孔直径：Φ50mm，现场可调整；

e.注浆结束标准：集中出水点单孔涌水量<10m3/h。

③对本段环向盲管进行加密，间距按3m设置。

（2）DyK59+220附近突发股状水情况

2017年3月15日，隧道出口开挖至DyK59+220时，隧道掌子面拱顶突发股状水导致水量突然增大，隧道积水淹没800余米，抽水设备无法及时抽排，导致无法进入掌子面。至2017年4月28日，通过增加抽水设备及管道抽排到掌子面，揭示掌子面DyK59+220上台阶共8处集中出水点，其中拱顶附近前后分列三股股状涌水，出水点直径分别为30cm、25cm、10cm左右；掌子面开挖面共5处股状涌水，其中左拱腰一处股状涌水，出水点直径约18cm，掌子面中心三处集中股状涌水，出水点直径分别为8cm、10cm、8cm，右拱腰一处股状涌水，出水点直径约10cm。已开挖段DyK59+220～+298段拱墙段落呈“淋雨状”散状水分布。主要要求采取以下措施：

①增设既有泵站抽水设施，加强临时排水，防止后续再次发生淹井现象。

②根据涌水量情况进行抽排水设计，在DyK59+260二衬未施工处增设泵站一处，采用离心泵进行抽排，掌子面附近设置移动潜水泵[3]。

③DyK59+220处掌子面帷幕注浆堵水

针对掌子面上部股状水涌水特点，考虑到出水点水量大，水流持续时间长，岩溶裂隙比较发育、通道发达，现场会勘确定在掌子面DyK59+220处施作一段帷幕注浆，长度27m。施工中采用C20混凝土做为止浆墙，厚度3m，止浆墙应嵌入基岩1m，并用锚杆锚固，止浆墙施作前应将股状水从边墙墙脚引出后施作，待止浆墙达到强度后进行集中封堵。帷幕注浆加固范围按开挖轮廓线外4米，注浆采用分段前进式注浆，每段前进5m，注浆终压建议3Mpa，现场施工中通过试验最终确定，注浆采用双液浆，注浆完成后进行超前水平钻探确定是否达到注浆止水指标。

④DyK59+220～+298段初支完成段拱墙径向注浆

对DyK59+220～+298段拱墙大面积“淋雨状”的涌水段落，为了减小排水压力、改善施工环境、减少运营排水量，对出水段落采用径向注浆。径向注浆采取拱墙Φ25mm 孔口管径向注浆堵水，考虑水泥-水玻璃双液浆可能存在失效、堵水效果差、施工困难等不利因素，本次采用马丽散化学浆进行径向注浆堵水。在洞身拱墙周边按要求间距进行钻孔，按梅花形布置，注浆终压建议3MPa并通过试验确定。

5 结束语

隧道施工涌水影响社会稳定和生态环境保护问题，必须高度重视，制定措施，确定方案，妥善处理。遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，努力探索隧道施工致渗水及突发涌水的原因，采取切实可靠的设计、施工措施，保证安全施工，防止发生突水安全事故，减少隧道施工对地表生态影响，此乃重中之重。

参考文献

[1] 李彦滨.水利工程隧道施工排水处理浅析[J]. 黑龙江水利科技，2017，45（03）：126-128.

[2] 袁真秀，李彦军. 内昆线新寨隧道涌水灾害分析及处理[J]. 西部探矿工程，2004，16（1）：99-100.

[3] 吴明玉，宁殿晶，谢轶琼. 隧道涌水的原因分析及治理措施[J]. 山西建筑，2010，36（12）：318-319.