中铁十二局集团第四工程公司
【摘 要】针对地下水发育的隧道，应当考虑其突涌水情况，采取“以堵为主，限量排放”的原则处理。本文通过结合摩天岭隧道工程实例，针对该工程地下水发育、具有较强富水性的以下断层及其影响带。鉴于此，采取“以堵为主，限量排放”的原则，采用超前预注浆或径向注浆等手段，降低围岩渗透系数，控制地下水流失。
【关键词】隧道施工；帷幕注浆；涌水
1工程概况
摩天岭隧道设计为单线隧道，进口位于本溪市东营房乡洋湖村小东沟组村东约 400m，出口位于本溪市怀仁县八里甸子镇马鹿泡龙爪沟组村西侧约 1km。隧道全长8620m，最大埋深 398m。隧道纵坡设计为人字坡，进口段纵坡 6.0‰，出口段纵坡 -5.0‰。隧道进口段 370m 处于R=1200m 的左偏曲线上，其余均位于直线段。本隧道线下按弹性支撑块式整体道床设计。某标段位于长白山南麓，辽东山区，辽河流域南部，鸭绿江流域西部，沿线经过中低山及丘陵地区，地形陡峭，冲沟发育。勘测区域内地表水系较发育，进口有河沟，钻探发现地下水，水位埋深 0.5-21.7m，水位高程584.69-830.79m 降雨时会有较大水量流经此处。在钻孔10-ZD-2094、10-ZD-2097、10-ZD-2099 号孔处进行提水试验，根据水文地质试验，结核本工点路基挖方段范围内地层等特性，该隧道及其影响范围内地层的渗透系数推荐为K=0.00877m／d～0.0698 m／d。隧道最大涌水量预计为1000m3/d。
2隧道突涌水处理原则
针对本工程隧道突涌水情况，本工程地下水发育、具有较强富水性的以下断层及其影响带。鉴于此，采取“以堵为主，限量排放”的原则，采用超前预注浆或径向注浆等手段，降低围岩渗透系数，控制地下水流失。结合本隧道中洞壁围岩的出水情况，本隧道主要表现出高压集中涌水、线状渗水以及渗滴水情况，结合工程实践经验，可采取超前周边注浆、径向注浆、定点注浆等不同方式进行处理。对于本隧道中不同的用水形式，均为溶蚀裂隙涌水，因此本工程对隧道出现的涌水情况均采取充填（塞）式注浆。具体处理原则见表 1 所示。
表 1 本隧道涌水处理方案汇总
3帷幕注浆施工技术
（1）本工程针对突涌水情况，注浆方式主要是采取开挖后径向注浆、补注浆、超前帷幕注浆以及局部注浆相结合。针对不同的注浆方式采取不同的注浆方案，结合本工程情况，笔者总结出四种注浆方案如下：1）针对于洞身开。挖后径向注浆，应当首先对注浆周围采取固结处理，求固结范围针对于正洞为开挖轮廓线外 5m。2）针对于超前帷幕注浆应当控制其循环长度不大于 27m，而且对于其固结范围应当针对于正洞为开挖轮廓线外 5m。3）针对于局部注浆处理方案，结合本工程超前预报情况，对本隧道中的局部岩溶实际分布采取局部超前注浆，对于洞身开挖后出现的地下水渗流则采取开挖后局部注浆方案。4）针对于补注浆处理方案，则应当是对以上注浆方案处理后，如果仍未达到设计要求时，则采取上述注浆方案进行补充注浆。（2）注浆施工流程见图 1 所示。
图 1 帷幕注浆工艺流程图
在进行注浆施工前，本隧道结合超前预测报告后，结合围岩级别、渗透系数以及涌水量等进行综合评估，选取合适的注浆方式再进行注浆施工。进行突水、突泥危害性评判，当全断面可能产生突水、突泥灾害时，进行全断面超前帷幕注浆，当局部范围可能产生突水、突泥灾害时，进行局部注浆。大面积注浆施工前，还应当采取施帷幕或超前局部注浆。注浆完成后应当评判注浆效果，针对于预测开挖后不会发生突水、突泥等灾害时，则可以采取土方开挖，否则应当采取超前补注浆处理。开挖后进行岩壁稳定性评判，若岩壁稳定，则注浆结束，否则进行开挖后径向补注浆。（3）注浆施工技术措施。在正式注浆施工前，应当根据本工程地质情况的岩层中采取注浆试验，根据注浆试验结果从而合理地确定出注浆量、浆液配合比等相关施工参数，从而有效地提高注浆施工质量。另外，还应当准确地定位出孔口位置，确保注浆孔口设计位置与实际施工位置偏差不大于 5cm，而且还应当确保偏角的准确性。钻孔施工时应当采取钻进一段就检查一段，这样可以能及时地对其采取纠偏处理，确保钻孔质量。注浆孔按浆液扩散半径 2.5m，环向孔底间距按 4m布设，每一循环共设 6 环注浆孔，共设 61 注浆孔。为了进一步确保注浆终孔位置的准确性，应当结合出水特点以及出水孔位置对终孔采取适当调整。为了确保帷幕注浆孔施工质量，应当严格控制好注浆孔开孔直径。结合工程实践经验，要求开孔直径不小于 108mm，终孔直径不小于 90mm，径向注浆孔开孔直径不小于 56mm，终孔直径不小于 50mm。钻孔和注浆顺序应由外向内，同一圈孔间隔施工。针对于本工程中的地质情况存在岩层破碎情况，这较易造成坍孔事故，本工程采取前进式注浆。对于钻孔施工中出现涌水而造成卡钻时，则应当停止钻孔，对其采取注浆，然后扫孔再钻孔处理。帷幕注浆孔口设3mmφ108 注浆管，径向注浆孔口设 1mmφ56 注浆管，埋设牢固，且具有很有效地止浆设施。一个孔段的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断，应尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断。对于因实行间歇注浆，制止串浆冒浆等而有意中断，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注。施工中根据探水情况决定采用堵水注浆的形式，严禁在探水满足预注浆堵水标准的条件下继续掘进。施工中可根据自身机械配置、施工方便等对开孔位置进行调整，但应保证钻孔的终孔位置。
4隧道突涌水施工技术措施
为了能进一步提高隧道突涌水防止效果，本工程采取一系列的控制技术措施如下：（1）通过采用 TSP203 地质预报、地质雷达探测、红外线探水仪预测、不良地质段超前水平钻孔等措施。及时了解前方施工阶段的地下水具体情况，通过了解的相关地下水含量的有效数据进而采取相应的措施进行处理。（2）超前钻孔只要一钻到地下水的位置，就立刻停止钻孔，下一步就进行灌浆，注意应该按照钻一段立刻注一段的方式一点点以前进的方式实施灌浆，当达到设计的深度即可停止。当水量或者水压比较大时，应该采用分层泄水减压、分层注浆的方式。注浆结束后，应该做好检查工作，根据相关的规定规范对孔进行检查，应在施工前做到，先对该地段进行检查后再实施开挖。（3）为了提高达到更好的注浆效果，可以将特殊的灌浆材料加入到浆液中进行灌注。（4）超前地质预报出涌水量不大，可能是渗滴型出水情况时，先开挖通过后再进行灌浆止水。（5）当隧道揭露线状渗水时，因其水压力并不高，单点出水量也局限在一定的数值范围内，在没有特殊的施工环境下，可采取周边钻孔水泥单浆液封堵。（6）当揭露出水量相对较小的高压集中涌水时，采用钻孔的方式分流泄压，通过检测涌水量大小来确定所用钻孔的孔径以及使用的数量。
5帷幕注浆效果检查评
通过揭示后的地质状况分析，浆液对裂隙的填充比较密实，减小地层透水系数，起到了有效的堵水作用。注浆后揭示的地层见下图。
图 2 注浆后揭示的地层
6 结束语
文章通过结合摩天岭隧道工程，针对本工程隧道突涌水情况，注浆方式采用局部注浆、帷幕注浆、开挖后径向注浆、补注浆结合方式。进行突水、突泥危害性评判，当全断面可能产生突水、突泥灾害时，进行全断面超前帷幕注浆，当局部范围可能产生突水、突泥灾害时，进行局部注浆，同时总结出注浆施工控制技术措施，为同行提供参考借鉴。
参考文献：
[1]袁守刚，李京敏，王路．青岛胶州湾海底隧道突涌水风险控制措施[J]．科技传播，2011（07）：227-229.
[2]钱富林.关角隧道突涌水机理分析及处治技术[J].铁道建筑，2014（10）
[3]王玉成.岩溶隧道突涌水灾害注浆治理技术研究[J].建材与装饰（下旬刊），2011，（07）：35-36.
[4]卓越，孙国庆.齐岳山隧道 F11高压富水断层带注浆施工技术[J].中国工程科学，2009，（12）：78-82.
论文作者:王斯令
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9期
论文发表时间:2016/9/6
标签：注浆论文; 隧道论文; 钻孔论文; 超前论文; 帷幕论文; 地下水论文; 工程论文; 《低碳地产》2016年9期论文;