陈伟盛
广东省南粤交通揭惠高速公路管理中心 515325
摘要：在我国科技不断发展，各领域技术水平逐渐提高的今天，交通领域发展水平的逐渐提升，富水段突水是特长隧道施工中常见的自然灾害之一，具有突发性强、危害性大等特点，造成危及施工安全，破坏周围环境等不良影响。
关键词：特长隧道；富水段；突水处治；施工优化
引言
关于对特长隧道富水断层破碎带治水的研究，已有的研究大多数采用的治水措施较为单一采取具体措施之前对断层破碎带的赋存状态以及富水状态不明确，导致治水效果不大理想。
1工程概况
小北山一号隧道是左、右线分离布设的特长隧道。左线隧道长3000米，起讫里程 ZK14+390-ZK17+390，揭阳端采用削竹式洞门结构，设计洞口标高 61.370米，惠来端采用削竹式洞门结构，设计洞口标高41.230米，坡度设定0.65%～-1.69%，隧道深埋最大处约279米。右线隧道长3008米，起讫里程 ZK14+380-ZK17+388，揭阳端采用削竹式洞门结构，设计洞口标高 61.216米，惠来端采用削竹式洞门结构，设计洞口标高41.181米，坡度 0.65%-1.69%，最大隧道埋深约271米。其中，K16+150～K16+600，位于龙潭峰～金坑水库一带，且ZK16+460左侧沿沟谷约300m处分布一口山塘。该处围岩级别为Ⅳ、Ⅴ级，呈现花岗岩围岩，不同的风化程度，断裂破碎带发育，水源丰富，围岩稳定性差，易坠落、坍塌；雨季潮湿，裂隙发育部位滴水或淋雨状，对隧道开挖安全有一定的影响。基于此，本文根据特长隧道富水段突水处治及施工优化进行分析，以供同行参考学习。
2事前控制
（1）超前地质预报。由于岩溶地质情况的复杂性和灾害突变性，围岩中存在的隐伏溶腔和承压水影响着隧道安全，超前地质预报可探测掌子面及周边破碎带、富水区域、隐伏溶洞等不良地质情况，提前根据预报资料进行必要的灾害防治措施，能大大减少涌突水等地质灾害的发生。超前地质预报、岩溶情况探查等地质勘探工作已成为隧道开挖前必不可少的工序。（2）动态预警机制。动态预警机制通过数据收集、数据处理、预警、应急处理四大流程建立。对涌突水前兆信息的收集、识别及规律分析，进行及时预警，如果达到隧道安全设计的预警值，应及时启动应急预案，排除危险因素后才能正常施工。通常采用传感器对应力场、位移场、温度场、岩体水压进行数据信息收集，根据收集的信息结合地质勘察报告资料、现场施工条件信息、超前地质预报信息等分析涌突水的演化规律，建立隧道突涌水动态预警机制。动态预警机制的整套流程有利于实现对涌突水灾害的主动防控。
3红外探水
在复杂地质条件下，特别是有岩溶发育区域，在掘进过程中容易遇见隐患问题，如地下水体或含水层理。红外探水除可探测掌子面前方的地质情况外，还可探测掌子面前方顶板上方、底板下方、两边墙外部的地质情况。针对复杂水文地质特点，红外探测仪可实现全空间全方位探测。如若发现前方有水存在，可采用相应的排水措施，如引流、排、堵等，亦可采用跨越或绕避等措施。
4注化学浆液法
注化学浆液法是按照一定比例将化学溶液和浆液，通过注浆设备，将其混合物注入突水点，以此阻断突水，减少突水量的方法。根据地质条件不同有以下6种方法。（1）填充注浆。在大裂缝、溶洞、洞穴、采空区、陷落柱等地质条件进行注浆，为填充注浆。（2）裂缝注浆。在砂岩、井港工程中裂缝、裂隙等中进行注浆，为裂缝注浆。（3）渗透注浆。在砂砾孔隙中渗透浆液，从而将砂粒凝固成整体的方法为渗透注浆。（4）挤压注浆。挤压注浆适用于结构比较松软的表层，主要是对这类土层进行加固。（5）置换注浆。用浆液替换受注地层的土、砂浆液为置换注浆。（6）高压喷射注浆。该方法主要适用于结构软弱的底层，通过高压喷射注浆来加固土层结构。
5水的处理
某特长隧道属反坡施工，均采取分级排水措施。在突泥治理过程中根据地层条件，采取钻孔排水降压法。在处治过程中采用超前钻孔排水使溃口及突泥等不稳定体内滞水排出，使得处治时注浆质量更容易保证，同时也起到排除隧道开挖过程中承压水的风险。对反压回填体打孔并埋设打孔波纹管，波纹管需做好防堵塞措施，做好积水坑及时抽排；在适当位置向塌腔内打泄水孔，保证塌腔内不集水。一般泄水区域为纵向范围溃口左右各10ｍ外，钻孔直径为10～15ｃｍ。
分左右洞施工时，在地质条件复杂、难以在突泥溃口处钻设泄水孔时可利用双导坑优势从另外一洞横向钻孔泄水，设置为向洞顶不少于3％的坡度以利于排水。
6综合治理
在岩溶区域进行特长隧道施工时，因故未探及溶洞或地下暗河存在，导致施工过程中发生溶洞突水、突泥、顶板溶洞填充物陷落、中底板塌陷等工程问题，应及时进行综合处理。针对突水、突泥工程地质灾害，可利用大尺寸的超前钻孔进行探测，将内部的水释放，待水量下降时，可适当施作止水帷幕，防治地下暗河中的水进一步发生渗透。针对特长隧道顶板溶洞填充物陷落、中底板塌陷，可及时对陷落或塌陷区域进行处理，随后采用喷锚技术进行支护，防治特长隧道顶板溶洞填充物中和底板进一步发生塌陷。亦可对地表水采取截断措施，防止地表水发生渗透，增加地下暗河的涌水量。
7迂回加固处治
由于特长隧道为双线同时施工，左洞超前右洞突泥地点约65ｍ，左右洞净距25ｍ，可采用迂回反向加固处治突泥。可在围岩相对较好段落从左洞施做车行横洞兼做施工横通道，进入右洞，在右洞形成两个新的工作面，其中往进口方向作为新的主洞正常施工掌子面，往出口方向掌子面施工反向加固处治突泥溃口，①采用反压回填对突泥的涌出口进行封堵。回填体顶宽3.0ｍ，坡面1∶1。为提高坡面的稳定向，坡面采用袋装土回填。②施工横洞进入右洞后，正向朝进口方向可开辟新工作面正常施工。反向朝出口突泥段施工右洞，处治突泥。反向上台阶施工至一定长度后施工大管棚工作室，向出口方向在拱部180°范围施工36ｍ长108大管棚，在大管棚中间增加钢筋笼以增加刚度，大管棚环向间距３０ｃｍ，对突泥顶部进行初步注浆加固。同时，大管棚间穿插设置超前小导管作为超前支护。
8动态施工
涌水突泥发生后，在常规区段施作超前地质预报（即ＴＳＰ开展长距离探测，然后利用地质雷达进行短距离探测，最后开展掌子面地质调查和地质素描）的基础上，对掌子面前方及顶部增设超前探孔等。此外，为全面掌握特长隧道施工过程中围岩和支护结构收敛变形、结构内力、地下水涌水量及水压力等情况，系统开展了拱顶下沉、周边位移、围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌之间压力、喷射混凝土内力、钢架内力、二次衬砌内力、涌水量及渗水压力监控量测工作。
9封堵孔洞和沟槽
为更好地确保PVC管周围没有水渗出，需将W-21堵水砂将管壁两侧和顶部封牢，接着在U形槽内填满P-31聚合物改性水泥基修补砂浆，使其与衬砌面平齐。若U形槽长度较长，则需要采取分段填补的方式，待硬化处理后，需要将P-31砂浆涂于表面并进行找平，然后对表面进行凿毛处理，同时对衬砌表面采用钢丝刷进行清洗。若出现凹槽，可抹一层P-31砂浆进行结构修补，涂抹时厚度应不大于2 cm，表面也需要与衬砌面平齐，做完该工序后，还要再涂刷一层W-22防护涂料。在U形槽中埋入排水管时，必须确保槽内无浮渣，并且需在一定间隔中设置U形卡，从而加固排水管。在排水管埋设时管壁与衬砌表面的距离不得小于3 cm，或是将1根紫铜导热管埋设在双管间。最后，参考非寒冷地区做法，遵循先分段后灌浆的原则，将盲沟、暗沟设置在涌水点，若局部还存在少量渗水，可根据实际情况进行堵、防处理。
结语
在进行特长隧道工程的施工建设工作时，导致隧道突水涌泥的因素有很多，隧道突水涌泥往往是多种因素综合作用的结果。因而，工程施工期间，要加强对施工区域的地质水文勘测工作，并结合勘测结果制定突水涌泥灾害的防治措施。具体施工过程中，要采用超前地质预报等措施，加强对施工区域地质状况的了解，并结合施工现场的实际情况，积极做好突水涌泥事故的处理。
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