浅谈隧道涌水处理的原则及其应对措施

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年4卷第8期   作者:高兴泽
[导读] 隧道涌水是隧道建设施工的一大难点,直接影响着施工进度以及施工人员的生命安全,
        高兴泽    
        云南交投公路建设第四工程有限公司  (昆明 650100)
        摘要:隧道涌水是隧道建设施工的一大难点,直接影响着施工进度以及施工人员的生命安全,甚至对后续隧道投入使用也有着巨大的影响。对此,本文将深入探讨隧道涌水的原因以及其涌水处理的原则,并提出相应的处理措施,解决隧道涌水问题,促进隧道建设与发展。
        关键词:隧道涌水;涌水处理;处理原则;应对措施
        引言:据相关统计,我国的公路隧道中隧道涌水现象存在率高达40%左右,直接影响着我国公路建设和隧道施工与运营。因此,研究隧道涌水机制和处理原则,探索出相应的应对措施对于隧道建设与使用有着重要意义,能够有效推动我国交通运输行业的发展。本文结合工程实例,讨论如何采取有效措施,解决隧道施工中的涌水问题。
一、工程概况
        某隧道为一座分离式隧道。左幅起止桩号为:K281+506~K289+090,隧道全长7560米;右幅起止桩号为:K281+530~K289+103,隧道全长为7597米。隧道设计速度为100km/h,大跨度三车道隧道,最大开挖宽度为17.34m。隧道穿过岩性接触带、岩溶、断层破碎带、涌水、岩爆等不良地质带,隧道处于灰岩和花岗斑岩的岩性接触带及穿越F2、F3两条断裂带,围岩稳定性差。
        该隧道围岩为灰白色灰岩穿插侵入岩,灰岩蚀变强烈多呈强风化碎石状,侵入岩为全风化砂土状花岗斑岩,岩体很破碎呈碎裂松散结构;洞室开挖后无自稳能力易坍塌,时常小坍塌,岩性接触带、蚀变带岩质软、围岩 稳定性差易坍塌,雨季时地下水丰富可出现较大涌水并导致大坍塌;地下水为基岩裂隙水及岩溶水,富水性较好一般呈淋雨涌流出水状,雨季时隧洞开挖中经常出现涌水。
二、隧道涌水处理的原则
        1、以勘察地质为基础
        隧道施工建设环境相对复杂,相关的施工人员要想做好相应的隧道涌水处理就要注重相关隧道地质勘察工序。首先把隧道的整体区域地质构造研究出来,整理出清晰的地质详情以及水文地质资料,分析出相应的含水层情况;然后针对含水层进行相应的勘察,确定含水层的水域形态、分布特点;最后结合隧道建设施工方案做好提前布控,为推进涌水实施奠定基础。
        2、以堵为主,合理引排
        在具体隧道涌水处理的过程中要对地质水、含水层、富水区有清晰的了解,并利用好信息化技术将详细的数据信息罗列出来,让施工人员清楚涌水量、静水作用压力、围岩分布等情况。在具体的施工过程中采用以堵为主,合理引排的方式来处理隧道涌水,在不破坏地下水资源的情况想还能够保障隧道施工质量与安全问题,能够有效的推动我国隧道建设。
        3、上游布孔,下游注浆
        地下水资源是处于一个流动状态,由于地质情况的不同地下水分布也有着不同的分布情况。一般来说上游的水压、流量比较大,影响着下游的水流速度。对此,要想在实际的涌水处理中实现良好的效果,针对富水区域要做好上游布孔,下游注浆的措施。首先,富水区的上游水量较大,就会让下游的水流速度较大,影响着隧道的具体施工与灌浆。对此,在上游进行相应的布孔,将水分流出去,减缓下游的水流速度,让下游注浆能够快速凝结,避免注浆的扩散,增加施工成本。同时,也能够及时的封堵地质水,让隧道建设的后续工作能够有序推进。
        4、信息化施工,注重监控
        隧道涌水是动态的,在具体施工的过程中也会面临着情况多变的情况。对此,在具体的注浆施工要时刻的关注施工时的压力变化、注浆量调整和围岩异常应力的生成情况。隧道涌水处理相关技术人员应当结合先进的信息化技术建立好相应的信息化施工平台,针对施工过程中的各项指数变化进行相应监督管理,实时的监控数据与反馈相关结果,让施工人员能够针对实际情况进行施工调整,能够更好的根据实际情况进行隧道涌水处理。
三、隧道涌水处理的措施
        1、注浆法
        注浆法是隧道涌水处理中常见的方法之一,其主要是针对隧道施工区域内的岩土地基裂缝和孔隙进行水泥浆注入,起到具体的防渗、加固、堵漏等作用。一般来说隧道涌水现象都是随着相应的裂缝、孔隙流到隧道施工层,对于隧道建设造成影响。尤其是在顶洞处出现涌水直接影响着隧道的加固工序,对于后续的施工安全有着直接的影响。对此,要求相关的施工人员进行具体情况分析采用合适的注浆方式和材料。通常注浆方式有填充注浆、渗透注浆、压密注浆以及劈裂注浆等。

而填充材料则包括水泥浆、硅酸盐、高分子浆材等,施工人员可以根据实际的情况进行材料的选择,保障材料应用的科学合理性,进而实现良好的隧道涌水处理,为隧道顺利施工奠定基础。
        2、井点排水法
        井点排水法是针对富水区域进行水资源强行吸取,降低富水区的水位情况,治理涌水现象的出现。具体实施步骤是施工人员先要探测处富水区域,找出涌水的根源。然后根据实际情况将集水管打入到富水区域。一般采用的是直径5-8cm的集水管,并在地下水位处以2m的距离间隔开来。然后在集水管下部设立空洞,利用强力真空泵进行地下水强制性吸取。在进行地下水吸取的过程中做好相应的数值监控,当地下水位处于合理的范围内,能够有效实现地下涌水现象的出现,然后相关的施工人员针对隧道施工进行加固、防渗措施,进一步强化涌水的后续工作,让隧道施工建设的质量更高,安全性也更高。
        3、冻结法
        冻结法在绿色施工的背景下被人们所推崇,相关施工人员可以根据实际的情况采用改方式进行涌水处理。而且改方式灵活多变,能够不受地质条件的限制,适应性非常强能够有效的隔绝地下水,对于隧道施工来说有着重要的作用。其具体的施工方式是利用人工制冷的方式针对准备开挖的土地中的地下水质冻结成冰,形成一个冻土墙或者是冻土体。这种冻土墙和冻土体能够有效的隔绝地下水,让隧道施工能够顺利的进行下去。而且,冻结法采用的是物理手法,不会产生任何的污染物质,非常符合当下的施工建设绿色理念,对于隧道涌水处理施工建设的持续发展有着积极的推进作用。
        4、超前钻孔排水法
        超前钻孔排水法是直接应用在施工前方涌水位置,进行涌水问题处理,并保障施工区域内的岩石稳定性。该方式主要是提前做好施工前中地质层内高压地下水和有着充分补给水的大方进行钻孔排水,将高水压的地方水压降下来,降低涌水的概率。同时将水源丰富的地方将其水资源进行合理排水,避免涌水现象的出现。在具体的钻孔排水过程中不能影响到围岩稳定性以及隧道周围环境的条件,防止其影响到后续隧道施工推进,影响整个公路建设的进程。
        5、深井施工法
        深井施工法相对于其他方式来说较为复杂,在整个施工作业的过程中涉及到几个方面的内容。首先,在地下工程开启之前做好地质勘察,根据具体的勘察结果进行地下工程中不同地质含水构造建设,清楚前方施工中的含水静储量、补给能力、水压情况、流动情况等等。然后选择相应的超前注浆法、提前疏水排压方法进行水源处理,降低涌水现象出现的概率。同时,提前治理的介入也能够保障后续隧道施工工程能够顺利的施工。其次,在出现涌水问题的地质区域中应当按照相应的隧道涌水处理原则进行可操控话的降压排水,采用合适的方式进行相应的超前治理。一般来说根据勘察到的涌水实际情况进行涌水灾害的控制,采用堵、防、排的方式进行相应的涌水问题处理,让地质区域内的涌水情况掌控在隧道施工人员手中,能够有效的控制其不影响具体的地下工程推进。最后,在施工的过程中根据实际的情况进行相应的注浆,做好相应的巩固、防渗、堵漏工序。在这一步骤中具体的涌水处理效果还收到注浆材料与工艺的影响,对此,要想更好的解决涌水问题就要做好注浆材料的管控以及注浆工艺的提升,设立出相应的材料管理工作流程与施工人员工艺提升步骤,让施工人员能够紧随时代的进步来提升自身的施工工艺,保障涌水问题能够的到合理的解决。这对于隧道建设的整体施工来说也有着重要的意义,能够保障施工能够高质的完成。
        结束语
        综上所述,隧道涌水处理已经成为隧道施工建设的重要问题,需要相关施工建设人员做好相应的处理。首先针对隧道施工区域的详细勘察与分析,清楚地质水文情况,掌握涌水量以及水流方向。然后结合具体的隧道施工建设方案进行具体分析,利用注浆法、井点排水法、冻结法、超前钻孔排水法、深井施工法等进行相应的涌水处理,提高隧道施工的质量与安全性,从而有效推动隧道建设的高质量与安全发展。
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