摘要：隧道工程是建筑工程项目中的重要组成部分，也是确保人们出行安全的重要工程项目之一。随着经济水平的飞速提升，我国大部分隧道工程都采用了超深埋盾构隧道设计，这种隧道设计可以增强整体结构的稳定性、可靠性。但在这种结构的隧道工程中，水压力会对其整体稳定性造成影响，只有对水压力进行严格控制，才能确保隧道工程的整体安全。综上所述，本文将对超深埋盾构隧道设计中的水压力控制策略展开研究。
关键词：超深埋盾构隧道；水压力控制；控制策略；探究
前言：本文将以某市的煤矿斜井隧道为研究案例，对超深埋盾构隧道结构设计中的追压力控制策略进行分析。结合山岭隧道以及引水隧道等设计方案、施工经验作为基础，对含水地层、疏堵结合的水压力控制方案进行了设计，可对超深埋盾构隧道的外水压力进行有效控制。
一、工程情况概述
某市的煤矿斜井盾构隧道的主要结构便是由浅埋向深埋过渡模式，从深埋8米至750米深度的隧道要经过多个隔水层、潜水含水层等不良低层。在对隧道进行施工的过程中，会将其中的隔水层以及含水层进行破坏[1]，最终形成联通的状态。为了降低水压力对隧道主体结构产生不良影响，便需要将隧道结构中的外侧水压力减少。在该隧道工程中主要采用的水压力控制策略是将堵与疏通互相结合的方式进行水压力控制。
二、水文地质分析
根据相关地质资料作为基础，在区域内的地层中，主要有三叠系、侏罗系中统延安组、白垩系下统志丹群等。区域整体的地质构造较为简单，总体呈现向南西方向倾斜的状态，且地层倾角小于5度。地质中的岩石质地为砂质泥岩、粉砂岩。岩石整体的抗压强度较低，处于20-60MPa范围内，抗剪与抗拉强度也极低，其中的砂质泥岩类吸水状态与抗压强度都呈现明显降低的状态，大部分的岩石遇水之后便会出现软化变形问题，个别的砂质泥岩遇水则会出现崩解破坏。对岩石进行测量之后，得出的软化系数为0.60，可将其判断为软化岩石。
在对地质分析之后对该区域的地下水情况进行了分析，该区域地下水的类型主要包括潜水与承压水。潜水主要赋存于Q3s[2]的砂石层中间部位，其主要的补给来源途径是大气降水。而承压水主要来自白垩系下统志丹群，其主要的补给来源渠道为矿区外部承压的水侧向径流补给。
三、超深埋盾构隧道设计中的水压力控制策略
（一）注浆加固及堵水控制
在该区域的含水地层中具备大量的地下水，在含水层的上下部分都均匀分布着较为稳定的隔水层。在完成隧道施工后，便需要对隧道区域内的含水地层、沙层、含煤层等不良地层进行注浆加固以及堵水措施。采取该措施的主要目的有以下几点：第一，将隔水层的隔水效果恢复。第二，将地层整体的抗渗透能力增强。第三，将隧道内部结构的地下水压力降低。第四，避免地下水对隧道整体结构造成影响。第五，避免在隧道外部出现地下水联通的情况，采用这样的措施可形成有效的水仓，对隧道起到保护的作用。
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在隧道中的含水地层范围内，应对隧道周边的全部区域进行注浆。注浆的主要材料选用的是水泥浆，如果在施工过程中遇到承压水等特殊的不良地层，还可以加入水玻璃，利用双液的方式进行注浆，并起到良好的堵水目的。在注浆过程中，要将注浆范围控制好，将注浆的深度控制在4米左右。可将注浆管环控制在8孔，并按照每 一孔的方式进行布置。注浆时施加的压力控制在0.3-1MPa范围之内，采用静止压力的方式进行注浆。在施工过程中，要根据隧道工程项目的实际地层情况进行及时调整，同时在注浆过程中，要采用相应的措施将注浆的量控制好。
在此工程中主要的过渡方式为浅埋至深埋，在确定堵水深度的过程中，要结合地层围岩的岩性与透水性，并将在随带外地层加固注浆的方式分为两种：连续注浆以及间隔注浆。第一，连续性注浆。为了确保在对含水地层进行注浆的连续性，应在隧道外围部分的含水地层进行连续性的注浆操作。第二，为了避免隧道外围形成庞大联通水仓的现象发生，应将注浆环的纵向间距控制在45米[3]。在施工过程中，要将岩石的裂隙进行释放，才能确保间歇性注浆的稳定性，从而确定下注浆范围。在注浆过程中需要注意的是，应根据工程项目的实际进展情况，同时还要结合工程地质勘察的资料以及相关预报、监测结果等资料，对堵水设计进行灵活调整，才能确保注浆加固以及堵水的范围合理。
（二）泄水控制
在进行泄水措施的设计过程中，主要在隧道横断面的10点、11点、12点、1点、2点位置都设置了泄水孔，泄水孔的纵向间距部分主要采用的孔型为梅花形。在制作泄水管的过程中，主要采用了金属管状作为泄水管的过滤器，并在隧道内部的端口设置了泄压阀。如果水压力超过0.3MPa，泄压阀便会自动开始泄水。
在对泄水孔断面纵向间距以及泄水管整体长度进行控制的过程中，应注意以下几点：要将主井纵向间距的距离控制在4.5米，泄水管的长度为6米；在副井纵向之间的距离为5.5米，泄水管的长度是10米，要将泄水管的位置安排在排水沟侧，其排水管主要采用的材料为软管，并最终接入到排水沟内部；在距离排水沟稍远一侧的排水沟中，主要利用的软管材质为300mm的PVC管，经过横截沟之后最终引入到排水沟中。另外，此次工程还在隧道内部的纵向位置处设置了排水沟，其主要作用便是将泄压水以及路面的积水排入到井下的水仓中，最后经由排水系统排出至隧道之外。
结语：结合该超深埋盾构隧道的水压力控制方法，主要是采用了将堵与疏堵互相结合的方式进行水压力控制，可将隧道管片结构的外水压力进行良好的控制，从而确保隧道工程项目的整体稳定性以及安全性。可见，在进行超深埋盾构隧道水压力控制的过程中，便可采用这种水压力控制策略，对隧道内部的水压力进行良好控制。另外，在进行实际控制的过程中，应将各个环节的要点控制好，并结合工程项目的实际情况调整防水控制措施，才能提升水压力的控制力度，确保隧道工程项目的整体安全，为人们的生命财产安全提供保障。
参考文献：
[1]黄常玲,刘长武,高云瑞,卢邦稳. 孔隙水压力条件下混凝土的破坏机理[J]. 四川大学学报(工程科学版),2015,S2:76-80.
[2]魏巍. 超深埋盾构隧道设计中水压力控制探究[J]. 国防交通工程与技术,2015,S1:37-38.
[3]何晟亚. 富水区隧道结构体系水压力及渗流场计算边界研究[D].西南交通大学,2016.
论文作者:张兵
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/6
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