淺談隧道突水突泥處理方案與技術(shù)

范振龍

摘要：突水突泥災(zāi)害是由于應(yīng)力釋放導(dǎo)致的圍巖裂隙擴展，引起隧道中突然進入地下水。可是，只有分析清楚施工中的突水突泥災(zāi)害的發(fā)生機理及其影響因素，做出相對準(zhǔn)確的預(yù)測預(yù)報，制定較優(yōu)的處理方案，最大程度地減少突水突泥災(zāi)害的發(fā)生，保證隧道施工的安全。

關(guān)鍵詞：隧道；突水突泥；處理技術(shù)

對于突水突泥災(zāi)害已經(jīng)發(fā)生的前提下，應(yīng)靈活、主動地根據(jù)相關(guān)條例制定應(yīng)對方案，有條不紊地對已發(fā)災(zāi)害進行處理，防止次生災(zāi)害的發(fā)生。在以后隧道突水突泥研究中，應(yīng)將重點放在對施工生產(chǎn)管理能力和地災(zāi)隱患探測精度的提高上，充分的認(rèn)識災(zāi)害發(fā)生的成因與機理，才能更好地服務(wù)于隧道工程的建設(shè)。

一、突水突泥處理方案

1、突水突泥應(yīng)急措施

⑴將人員立即撤離，清點完人數(shù)后，把詳細(xì)情況盡快向上級報告；

⑵在確定保證安全的前提下，將機械設(shè)備轉(zhuǎn)移至安全地帶；

⑶迅速切斷危險區(qū)電源，在保證安全的情況下，恢復(fù)安全地帶的照明；

⑷應(yīng)迅速成立領(lǐng)導(dǎo)小組，組織人員對災(zāi)害的成因、規(guī)模、性質(zhì)等進行調(diào)查，經(jīng)過全面的分析之后，迅速做出有效的針對突水突泥災(zāi)害的處理方案，防止次生災(zāi)害的發(fā)生，最大限度保證設(shè)施及人員安全。

2、處理方案

處理原則：在大量隧道工程突水突泥事故處理的實踐基礎(chǔ)上，一般遵循“以疏為主、堵排結(jié)合”的原則。如果在地下水較大的可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶等地段，為了很好地達(dá)到堵水、防水的目的，在分析各項實際情況的基礎(chǔ)上，采取“以堵為主、限量排放”的原則，最大限度地減小災(zāi)害的危害程度，達(dá)到經(jīng)濟合理的目的。

處理方法：對于隧道突水突泥災(zāi)害，其形式多種多樣，處理方法也隨之改變，應(yīng)根據(jù)具體的施工、地質(zhì)和災(zāi)害發(fā)生情況，采取合適的處理技術(shù)，最大程度地減少人員與財產(chǎn)的損失。注漿加固、封堵、充填封閉、疏導(dǎo)、跨越等是通常情況下經(jīng)常采用的處理方法，對于災(zāi)害的處理應(yīng)在時間和空間上合理安排相適應(yīng)的處理方法，以達(dá)到最優(yōu)的處理效果。針對施工過程中巖溶孔洞、巖溶裂隙、巖溶突水災(zāi)害的突發(fā)情況，應(yīng)對大型溶洞進行地質(zhì)雷達(dá)或地震反射的超前探測，并且使用紅外線儀器探測進行巖溶水的探測，以便對隧道開挖工作面前方的地質(zhì)情況有深入的了解。

二、案例分析

1、工程簡介

某隧道位于廣西境內(nèi)三都-五通間，全長1666m，施工由出口端單向掘進，出口里程為DK320+804，掌子面里程為DK320+220，洞口距掌子面約584m，設(shè)計圍巖為Ⅳ級，主要地質(zhì)為含礫砂巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖夾頁巖，灰黑色頁巖及硅質(zhì)巖夾頁巖，隧道埋深約140m。DK320+220處發(fā)生突水突泥，在DK320+220左側(cè)出現(xiàn)一溶腔口，內(nèi)有大量的填充物、水不斷涌出，共涌出黃泥及碎碴約6000m，涌水量上萬方。突泥突水后，溶腔口被一大塊石整塊堵塞，且溶腔孔在左上側(cè)，未侵入凈空。

2、處理方案及措施研究

2.1清除洞內(nèi)淤泥及措施

（1）對已施工仰拱及下臺階的DK320+804—DK320+280段上面的淤泥及堆碴，進行全斷面清除；同時疏通中心排水溝，使水流暢通，集中水流，在上下臺階開挖集中排水溝渠，導(dǎo)出掌子面涌水，使拱墻及仰拱不受積水浸泡。（2）對既有結(jié)構(gòu)物有污泥的部位使用清水沖洗干凈，恢復(fù)二襯、仰拱施工。（3）對已開挖上臺階的DK320+280—DK320+225段上面的淤泥及堆碴，考慮到要對掌子面附近的原初期支護進行加固處理，先以向掌子面方向按6%的上坡進行清理一部分，剩余的淤泥及堆碴待掌子面附近的原初期支護加固完成后再進行全部清除。

2.2原初期支護加固及措施

在靠近掌子面附近的DK320+240—DK320+220段經(jīng)圍巖量測結(jié)果，有下沉趨勢，最大下沉量為7.6cm，因此對此段增加加強拱架加強支護處理，具體加強支護采用I20b工字鋼進支撐，鋼架間距按60cm每榀；φ22縱向連接鋼筋按環(huán)向0.5m間距連接；掛設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20×20cm；拱部120°范圍內(nèi)打設(shè)徑向Φ22組合中空錨桿，錨桿間距1×1m梅花型布設(shè)，錨桿單根長4m，同時在兩側(cè)拱腳處每榀鋼拱架設(shè)2根4m長鎖腳錨桿。

2.3掌子面清理及支護措施

（1）溶腔口涌出松散體采用反壓、掛網(wǎng)、噴射砼及小導(dǎo)管注漿固結(jié)。

（2）對掌子面空洞向出口方向未進行初支的部分按三臺階開挖法，以弧形清理淤泥及堆碴，預(yù)留核心土，第一臺階距拱頂不超過2m，支護采用I20b工字鋼進支撐，鋼架間距按50cm每榀；φ22縱向連接鋼筋按環(huán)向0.5m間距加強連接；掛設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20×20cm；拱部120°范圍內(nèi)打設(shè)徑向Φ22組合中空錨桿，錨桿間距1×1m梅花型布設(shè)，錨桿單根長4m，同時在兩側(cè)拱腳處每榀鋼拱架設(shè)2根4m長鎖腳錨桿；噴射C25混凝土厚25cm。按以上支護措施逐一支護至拱頂空洞口位置。

（3）由于溶腔口未侵入凈空，且溶腔口比較大，經(jīng)連續(xù)觀測，發(fā)現(xiàn)卡在溶腔口的巨石，石質(zhì)堅硬、且與溶腔口咬合牢固，如果擾動此塊石，其溶腔內(nèi)的填塞物將大量涌出，不利于處理，最后決定不擾動塊石，對其進行加固，成為一道天然屏障。

（4）待圍巖穩(wěn)定并保證安全的前提下再對突泥突水空洞周圍進行加強支護。支護采用I20b工字鋼進支撐，鋼架間距按50cm每榀；φ22縱向連接鋼筋按環(huán)向0.5m間距加強連接；掛設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距25×25cm；拱部120°范圍內(nèi)打設(shè)徑向Φ22組合中空錨桿，錨桿間距1×1m梅花型布設(shè)，錨桿單根長4m，同時在兩側(cè)拱腳處每榀鋼拱架設(shè)2根4m長鎖腳錨桿；噴射C25混凝土厚25cm；在溶腔口預(yù)留一根泵送砼管，待后期溶腔內(nèi)處理用。

（5）在第一臺階施工后經(jīng)觀測變形穩(wěn)定后，再進行下一臺階的施工。

（6）DK320+220——DK320+164段拱部采用φ108大管棚超前支護，采用二重管A、B（C）無收縮雙液WSS工法注漿、環(huán)向間距0.5m布置，共計38根。當(dāng)施工至DK320+164時，根據(jù)實際地質(zhì)情況考慮是否再次施作大管棚。

（7）結(jié)合拱部施做φ108大管棚，繼續(xù)施做超前水平探孔，探孔長30m。

（8）用4.5m長φ42小導(dǎo)管填充注漿，全環(huán)按0.5m×0.5m梅花型布置。注漿量以達(dá)到不漏水為止，數(shù)量以實際使用量為準(zhǔn)。

（9）DK320+297—DK320+154段采用全環(huán)鋪設(shè)土工布+防水板，后續(xù)段落根據(jù)實際地質(zhì)情況及水流量確定。

（10）自DK320+297開始每個施工縫預(yù)埋注漿管，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏水，采用無收縮雙液注漿，注漿量以達(dá)到不漏水為止，數(shù)量以實際使用量為準(zhǔn)。

2.4掌子面圍巖加固處理措施

當(dāng)加強初期支護與掌子面封閉后對掌子面圍巖進行帷幕注漿來加固掌子面圍巖。（1）在掌子面圍巖上噴射25㎝厚C25噴射混凝土，噴射混凝土之前先掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格尺寸按25×25㎝。（2）噴射混凝土完成后打設(shè)單根6m長的φ42小導(dǎo)管，按1×1m間距梅花型布置。（3）小導(dǎo)管注漿，加固掌子面圍巖。

2.5空洞處理

進一步對空洞的走向及分布情況進行更為詳細(xì)勘察并制定最終的處理方案，待最終處理方案確定后對空洞進行處理。空洞處理完成后再進行掌子面的開挖。

結(jié)語

在隧道工程施工中，突水突泥災(zāi)害的發(fā)生，是受眾多復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的因素共同影響的，只有在對災(zāi)害成因做出正確分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，采取及時、準(zhǔn)確的綜合地質(zhì)預(yù)測預(yù)報技術(shù)，根據(jù)具體的地質(zhì)、水文等情況做出有效的應(yīng)對方案，才能最大程度地減少隧道施工中突水突泥災(zāi)害的發(fā)生，降低不必要的人員、財產(chǎn)損失。

參考文獻：

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