浅层穿越水库隧道施工技术及围岩稳定性探索

何泉

（中铁隧道集团一处有限公司，重庆 401123）

1 引言

随着我国经济社会发展，隧道设计和建设技术的不断完善，水下隧道建设逐渐被付诸到实际工程建设中。隧道建设中，围岩稳定性是确保隧道安全施工的关键所在，施工方法不同，围岩的稳定性也存在差异。在隧道建设中，涉及经济、社会、环保等相关技术，要确保工程质量，需要了解隧道围岩的地质水文特点，确定科学的施工方法，并做好隧道的防排水工程，保证工程安全可靠。

2 浅层穿越水库隧道施工技术的要求

2.1 必须融入环保理念

浅层穿越水库隧道工程施工，是整体工程建设的重点和难点所在，因此需要对其加以持续关注，工程施工中需要保护好内外部环境。水库隧道施工环境相对比较小，施工中为了确保工程按期完成，需要在施工环境中同时进行不同工种施工，这种施工操作模式下，难免会产生各种污染【1】，同时施工中会产生污水和噪声等，严重影响周围人们的生活环境。要满足当前绿色施工理念的需求，促进隧道工程建设的健康发展，对浅层穿越水库隧道施工对环境保护、绿色施工和可持续施工有了更高的要求。

2.2 必须做好围岩的维护工作

水库隧道施工中，需要穿过岩石，施工中会破坏围岩本身的支护能力，尤其是在使用机械设备，或是爆破技术等应用中，需要将施工对岩体的损坏程度降到最低，以免围岩失稳最终引发坍塌事故。

2.3 工程要做到外美内实

水库隧道圬土工程施工中包括喷混凝土、浆砌、干砌等工程。做到内实主要是确保混凝土密实，混凝土与围岩结合密实，回填石料密实等，确保施工的质量。做到外美主要是混凝土表面要美观，满足工程审美性的要求【2】。

2.4 隧道施工是动态施工

浅层穿越水库施工中，需要穿过水库和土体，因不同岩体受到不同的力学作用，会引起所在区域地质条件的变化，要能适应这种变化，施工中需要采取不同的技术和施工工艺，重视做好围岩测量和施工技术，这个过程也体现了施工的动态性。

3 浅层穿越水库隧道施工方法分析

3.1 防涌水处理技术

施工中为防止涌水危害，确保工程顺利进行，在施工前需要了解水情，制定切实可行的技术措施。涌水的处理中，在排水层、滞水层进行钻孔排水工作，排放开挖施工中的滞水，或采用导洞排水方法，在隧道开挖之前预先开挖1 条导洞，排放地下水，这种施工方法常与地质探洞结合运用。如果隧道开挖位于地下水位以下时，可采用深井降水、井点降水等方式，结合工程实际，采用压注法或冻结法进行止水。在涌水处理的基础上，运用可以维持围岩稳定的开挖法进行施工作业。

3.2 防渗漏处理技术

隧道渗漏水直接威胁到隧道的结构安全，影响地铁隧道的安全。在治理中要具体问题具体分析。针对大面积的渗漏水问题，可以先使用速凝剂，再采用防水砂浆抹面，做好防水涂层的加强；对于渗漏较大的缝隙，先采取堵水操作，等渗水量相对较小时，再进行嵌缝操作，也可以采用衬砌内注浆，在其表面进行防水涂层的加强处理。此外，针对稳定性较差或是变形的裂缝部位，先要做好稳定工作，在此基础上进行加强防水涂层的处理。还有一些自流排水工程，需要做好防排水工作【3】。

防渗漏处理技术实践中，渗漏点相对难以查找，可以先擦干边墙或拱顶，判断其是渗漏问题还是因温差变化引起的结露，在确定渗漏水情况后，要立即隔离水源，并制定防治方案。防水层的层数确定，需要根据工程需要，分析不同堵漏材料的性能，采取合理的措施加以处理。

3.3 防止坍塌技术处理

浅层穿越水库隧道施工中，因围岩条件的变化和不稳定特点，会造成水库隧道坍塌事故等问题，要减少和避免此类事故的发生，需要对围岩的形状进行定期测量和检查，尽量缩短围岩暴露的事件，并提升开挖的速度。一旦出现坍塌问题，必须第一时间对其进行处理。一般对于较小的坍塌问题，施工人员喷锚坍塌范围，清除坍渣，开挖中喷射混凝土并假设临时支撑。而对于较大的坍塌，会同时出现渗漏水问题，则需要先进行排水处理工作，然后采用注浆的方式，对坍塌部位进行加固【4】。

4 浅层穿越水库隧道围岩稳定性分析

4.1 水库隧道稳定性影响因素分析

水库底面和隧道顶面的距离也就是覆盖层的厚度，对水库隧道有重要影响。一般来讲，山岭隧道大部分不会存在上覆水体，水库隧道存在稳定的上覆水体，其水源主要来源于大气降水，会影响到勘察的难度，造成荷载量加重，还会腐蚀材料，加重渗漏水等问题的出现，带来围岩失稳问题。

此外，山岭隧道多采用单向坡排水，或是人字坡排水方式，水库隧道则多采用的是倒人字坡，如果出现坍塌、水灾等问题，会导致严重的后果。隧道中的渗涌水难以自动流出，需要采用人工排水的方式，一定程度上增加了施工的难度，也增加了施工的成本。水库隧道中，隧道在水下的位置会影响到隧道工程施工质量，因此，必须选择合理的深度位置。

对水库隧道围岩稳定性的分析，还要考虑爆破、地震、注浆加固施工等相关因素，综合分析国内外隧道建设经验，了解工程中的优点和不足，做好水库隧道围岩稳定性的评价【5】。

4.2 围岩稳定性评价方法

围岩稳定性主要是在隧道施工及后期使用中，不影响其安全施工和正常使用，避免发生较大变形等。对其评价方法主要包括岩石力学理论法、监控测量和工程类比等方法。

4.2.1 岩石力学理论方法

隧道开挖后，对围岩位移及周围应力场分布进行分析，在此基础上对其稳定性加以分析评价。岩石力学理论分析主要是检测岩石和支护结构的相关参数，建立数字模型分析围岩和支护的作用关系，并考虑实际比较复杂的工况因素，应用中与实际存在一定的差距，可将其作为参考。

4.2.2 物理实验法

主要是进行模拟实验，对围岩稳定性及应力分布情况加以分析，在工程实践中应用较为广泛。

4.2.3 检测量控方法

根据施工设计要求，了解工程现状，采取现场测量方式，对测量数据加以分析，采用现场量控的方式，这种方式符合信息化发展要求【6】。

4.3.4 工程地质判断法

结合工程地质相关理论，对稳定性及变形机制等加以阐述，评价围岩的稳定性，对其稳定性加以分级，确定不同级别的标准。

5 结语

综上所述，浅层穿越水库隧道工程建设中，隧道附近有大量的围岩，围岩条件的变化存在复杂性，如果施工中影响到围岩的稳定性，会引发事故，影响到工程安全。重视加强对浅层穿越水库隧道关键技术的分析，并重视分析影响围岩稳定性的因素和评价方法，为后期隧道施工提供有效信息。