摘要：随着我国经济的高速发展，交通出行需求不断增加，为了满足这些需求，各种公路工程越来越多。隧道是公路工程的重要组成部分，其施工环境比较复杂，各种施工影响因素较多，一旦对这些因素控制不当，就很容易导致事故的发生，不仅影响施工的顺利进行，还有可能造成人员伤亡。突泥涌水事故就是其中比较严重的一种，一旦发生后果比较严重。为此，笔者将要在本文中对公路隧道突泥涌水灾害处理技术进行研究，希望对促进我国公路事业的发展，可以起到有利的作用。
关键词：公路隧道；涌水灾害；处理技术
1前言
随着市场的不断开放，交通运输的需求不断增加，各种公路隧道工程越来越多，在工程施工中遇到的各种因素越来越多，导致各种施工问题层出不穷。尤其在高压与富水区公路隧道施工过程中，往往会遇到突水和涌泥危险，需要认真做好公路隧道用水处理技术的研究，进一步保证施工的安全性，提升施工的进度。
2造成公路隧道突泥涌水事故产生的原因
地下水的力学作用有静水压作用和劲水压作用，岩体在该压力的作用下，很容易出现裂隙，裂隙在压力的作用下也会越来越大，导致裂隙的渗透能力越来越大，地下水位增加很快。因此，水是涌水突泥灾害发生的最大根源，其次是压力高，隧道一般埋深都比较大，通过爆破开挖之后，打破原有平衡压力，处于高压状态。还有就是不良地质，隧道一般存在长、大、深等特点，沿途经历围岩变化繁多，隧道在穿越溶洞、断层破碎带或接触带、地下河等不良地质时，特别容易发生涌水突泥灾害。综合来看，“富水、高压、不良地质”三者不利组合是诱发涌水突泥灾害的主要地质条件。对不良地质围岩的盲目不合理开挖，开挖进尺过大，是造成涌水突泥的主要原因[1]。
地理环境所造成的。根据对施工地点环境因素的研究可知，发生突泥涌水位置经常会常年流水，导致地质流水侵蚀现象比较严重，岩石结构比较松散，在受到施工振动影响下，很容易导致结构破坏的现象，并最终导致突泥涌水事故的发生。
认为因素造成。由于大部分的岩石比较细碎，很容易导致积水现象的发生。由于公路隧道的降水量比较丰沛，容易在公路的浅层基岩表面形成裂隙。其中覆盖岩和基岩在风化层位置处会直接进入地下，基岩内部就容易出现裂纹，很容易造成孔隙潜水。由于当前技术发展的限制，在公路隧洞的施工过程中，难免会对岩石结构造成一定的破坏，并最终引发公路隧道突泥和涌水事故的发生，对施工安全造成严重的影响。
3突泥涌水过程及具体原因
在洲头咀路段隧道施工过程中，在K93+640处出现了突泥涌水现象，刚开始水压比较大，然后水量逐渐减少，经过对该洞的仔细勘测发现，此处的埋深在30-40米，地表存在一条小河，河流在流到此处之后，就会通过此处的溶洞流入到隧道当中。为了让施工正常进行，对小河采取了筑坝截水处理，水直接通过管道流到山下。经过进一步的钻探勘察发现，在左线K93+575处有溶岩发育的情况，溶岩会直接带来涌水突泥事故的发生。溶岩涌水是指在地下洞室开挖的过程中，由于溶岩发育而形成的地下集水，这些水会随着隧道的开挖流入到隧道内部。根据相关调查显示，该施工段中心位置溶洞为多层发育的形式，断层的数量相对比较多，两侧山坡经常会呈现单层溶洞发育的形式，单层溶洞通常分布在大理岩地层地表区域，沟谷下游溶洞发育比较严重，一旦岩溶的发育速度过快，就会由于过度的溶管与地表相通，从而导致突泥涌水病害的发生。溶洞经常会表现为空溶洞的形式，其中各种填充物的数量相对比较少。该地区的降水量相对比较丰沛，在施工人员开展衬砌的过程中，隧道施工中出现的雨水会直接通过岩溶洼地、漏斗和落水渗入到地下，这些很容易成为隧道突泥涌水的主要补给水源，如果进一步发展，就容易导致大规突泥涌水灾害的发生，涌水量甚至会超过1250立方米/h[2]。
4突泥涌水事故的处理
制定合理的处理方案。根据对国外相关施工经验的总结可知，在开展突泥涌水事故的处理过程中，应该把握以下的原则：在处理方案的制定过程中，应该根据工程施工和事故发生的具体情况，认真做好施工中的排水工作，最大程度保证施工的安全性。在坚持该原则基础上，在开展具体隧道施工的过程中，首先应该采用超前水平地质钻探对掌子面溶岩发育情况进行勘察。然后对勘察发现的问题进行详细的研究，为了彻底解决突泥涌水问题，就需要认真做好泥砂土处理工作，不能一味只是治水。首先应该认真做好地表水的处理工作，对溶洞开展填砂砾注浆，对溶洞发育处不良的表层石块，应该进行注浆固结，这些可以有效避免地表水的下渗。针对超前水平地质钻探所揭示的溶岩发育范围较大区域，应该首先开展预注浆加固，并根据岩溶发育的规模和隧道的相对位置、充填物形式、地下水发育情况，在系统超前注浆导管基础之上，可以适当增加一部分注浆管。在注浆管长度、角度、数量的设定过程中，应该根据实际情况来确定，采取“以堵为主，限量排放、堵排结合”的综合治理施工方案。
填充注浆加固。在隧洞洞身施工过程中，可以采用4-6米的注浆，采用CD法进行开挖，对隧道施工上的台阶采用CD法进行施工，对爆破开挖面积进行严格控制，单次循环开挖尺寸不应该超过0.5米。对于隧洞开挖的每一步都应该及时采用全断面封闭措施。对岩体可以采用小导管注浆堵水工艺，小导管的直径应该控制在42毫米左右，并采用热轧无缝钢管，环向间距应该控制在0.5米，纵向间距应该控制在1.5米，并及时开展二次衬砌，衬砌的厚度应该控制在55-85厘米之间，二次衬砌距离掌子面不应该超过50米，变形与流量应该保持在26-32厘米。每根小导管的长度应该设置在3.5米，管上设置的梅花型布置孔，孔径应该保持在7毫米左右，这样可以方便浆液的扩散，其成孔可以采用凿岩机钻孔的形式，并采用锚固剂来封闭端孔缝隙，这样便于浆液的扩散，成孔也可以采用凿岩机钻孔的形式，并使用锚固剂来封闭管的两端，避免出现冒浆现象的发生[3]。在注浆中，应该使用双液浆，为了保证注浆的效果，其中应该添加一定比例的水玻璃或者BR增强防水剂，其中水、水泥、水玻璃、防水剂的比例为1:1:0.65:0.256。在实际开展施工的过程中，对其中水玻璃、防水剂的添加量，应该根据施工实际情况进行调整，保证凝固效果。
超前帷幕注浆。对轮廓线外4-6米处进行开挖，通过对洞内全断面注浆，从而形成4-6米的注浆壳。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在注浆压力和扩散半径的选择过程中，其终孔压力应该保持在静水压力的2-3倍。如果地下水压小于3兆帕，就应该首先浇筑C20混凝土，注浆的长度应该在25米之内，并尽量一次全孔注浆，将浆液的扩散范围控制在半径为2.2米的范围之内，可以采用超细泥浆，注浆压力应该为净水压力的2-3倍。
在注浆完成后，应该及时开展小孔检查。在隧道开挖之后，由于重力的影响，在开挖之后，拱部涌、渗水往往难以引排，这在施工中非常常见，可以通过小导管注浆，将渗水集中到一点，或者直接封闭到墙外，然后进行引排处理，应该将用水量控制在0.2L/m*min。小导管注浆施工方法在实际应用过程中，同超前注浆的形式基本是一样的，在注浆过程中，应该根据涌水量、围岩裂隙情况，对注浆位置和角度进行及时的调整，合理对浆液配比进行调整，进一步缩短浆液凝固的时间。在在实际开展施工之前，应该首先做好中心泄水孔的施工，然后及时开展各种地质注浆试验，及时对浆液比进行调整，保证满足充浆填充率、胶凝时间、注浆量等指标的要求，可以直接采用从周边向中心的注浆形式，然后在开展封孔作业。在这个过程中，应该及时检查各种机械设备是否运行正常，各种管路的连接是否正确。在开展注浆施工作业之前，应该对注浆的参数合理进行确定，最大程度保证注浆的效果。此外，还应该根据现场施工效果，合理对水泥、水玻璃的比例进行调整。当注浆压力达到0.5兆帕之后，就应该及时停止注浆。通过开展注浆堵水，在减少地下水流失量的同时，还可以进一步确定隧道结构的稳定性和安全性。
排水作业。为了保证排水作业的正常进行，应该合理使用排水管排水和埋管排水。排水管在排水作业的过程中，主要承担着将支护背面的水排入到水沟中的作用，通过采用埋管的形式，可以直接将排水导出洞外。在采用排水管排水的过程中，对弹簧排水管可以采用环装排列的形式，可以将三根排水管当中一列，其纵向距离应该设置在2米。如果渗水现象比较明显，可以采用小间距设计。如果泄水量比较大，可以适当增加排水管的布置密度。在本次工程排水过程中，将间距设计在了45厘米，环向排水管和横向排水管直接进行连接，将水导入到排水沟中。为了避免排水管的稳定工作，需要认真做好排水管的预埋工作，避免混凝土进入到排水系统当中，否则很容易导致排水管堵塞现象的发生。
埋管排水。对于涌水突泥比较严重的地方，应该合理设置泄水管，利用埋管的形式，将多余的水排出。为了避免溶洞的水压过大，可以在溶洞回填混凝土施工中，可以预埋一根直径为159毫米的钢管，通过该管道将洞内的水及时排出。
5施工中应该注意的地方
在管道排水的过程中，通常采用的是静水压力，需要管道有较高的密闭性，只有在管道进口处合理设置泥砂装置，才会避免在管道排水中出现渗漏和淤泥现象。在工程施工的过程中，应该认真做好管道初期的支护工作，最大程度保证支护的强度，认真对隧洞周边岩溶发育情况进行调查，认真做好施工的监控测量工作，及时做好支护初期的监测工作，并对隧道内部水位变化进行监控，通过合理对施工工艺进行优化，最大限度避免施工的发生。由于施工段的注浆使用量相对比较大，需要密切关注整个施工过程中，根据地下水量变化，及时对注浆参数进行调整，最大程度保证注浆的效果。整个注浆孔段的作业应该连续进行，不应该出现中途退出的情况，最大程度避免机械故障、停电、停水、器材等问题的发生。由于采用的是间歇注浆的形式，应该尽量避免串冒浆事故的发生，在将扫孔至原设计深度之后，可以开展复注。
认真采取稳固措施。认真做好超前支护，在隧道的入口处可以设置大管棚的超前支护，可以在事故段一定范围内的两侧打入3排大管棚，从而进行加固。管朋可以采用直径为89毫米的钢管，其外插角可以控制在30度，每侧应该设置6根。然后，在进行回填注浆，从而进一步稳定围岩，注浆管的直径可以控制在50毫米左右。为了避免突泥区域的拱架发生变形的情况，可以对事故段采用强化锁脚处理，在拱脚斜向下打入直径为76毫米的钢管来进行锁脚，对于其它部位可以采用药卷状的锚杆来进行锁脚，其环状间距应该控制在150厘米，纵向间距应该控制在100厘米。
做好组织救援工作。一旦在突泥涌水事故出现之后，施工管理人员应该认真调查现场施工的实际情况，尽快召开会议，制定救援方案，并立即组织救援工作小组，让其在第一时间进入现场，组织进行救援。如果突泥涌水现象比较严重，应该立即和政府部门进行联系，让他们帮助开展组织救援。
及时采取有效的应急处置措置。在接到突泥涌水危害报警之后，应该立即采取针对性的应急措施，通过对现场材料的合理利用，来降低突泥涌水量，让水压降低到合理的区间范围。如果作业正好处于多雨的季节，应该在出现突泥涌水渗水点之前做好充分的准备工作，及时准备各种排水设备，保证其能够正常运行，现场也应该备有发电设备，保证电力的正常供应，并派专人负责值班，努力将危害的程度降到最低。
在隧道施工中，应该把握正确的生产管理的原则，及时发现问题，并妥善进行处理。在隧道工程中务必要加强相关设备的投资，进一步购买先进的技术装备，避免由于设备故障导致事故的发生。除此之外，在进行施工之前一定要进行详细的考察勘测，根据施工用地的地势特点进行施工，找到最合理科学的方案，在设计方案的同时要提前预想出可能会发生的安全问题，并做好保障措施。
为了保证施工的安全性，应该认真做好工程安全管理工作，严格要求员工按照规范进行施工，树立各种安全作业典型，让其成为开展安全工作中效仿的榜样。此外，还应该认真做好施工安全监督工作，及时排除各种施工安全隐患，最大程度保证施工的安全性，及时发现及时处理，避免安全事故的发生。
结语
随着时代的不断发展，对隧道施工提出了更高的要求。针对隧道施工中的突泥涌水事故，应该引起足够的重视，认真分析问题发生的原因，及时采取针对性的措施，认真做好事故原因的调查工作，并因地制宜制定针对性的处理方案，将事故造成的影响降到最低。
参考文献
[1]陈超,薛海璞.公路隧道突泥涌水灾害的处治[J].中国新技术新产品. 2012(18)：22-23.
[2]刘海京,黄伦海,张学强,丁浩.平阳隧道突泥涌水灾害处治设计与施工[J].公路交通技术.2011(06)：35-36.
[3]苏涛.天成山隧道突泥涌水原因分析及处置方案[J].福建交通科技.2014(06)：55-56.
论文作者:陈焕美
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
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