隧道暗河“馴服”記

顧永智+朱威+肖海清

摘 要：地下暗河作為巖溶地區(qū)的典型水文地質(zhì)構(gòu)造，通常深埋于山體中，探測(cè)難度大、徑流復(fù)雜，對(duì)隧道工程的施工和永久使用帶來極大的安全隱患。同時(shí)地下暗河的水量隨季節(jié)變化大、發(fā)生涌水突然，“性情”變化大，“脾氣”難以捉摸，“馴服”困難。本文結(jié)合某隧道施工的實(shí)例，對(duì)如何處理暗河給出了方案。

關(guān)鍵詞：隧道暗河；“馴服”

1 某隧道暗河概況

某隧道工程位于湖南境內(nèi)，主軸線長(zhǎng)806m，總軸線長(zhǎng)4135m，建筑面積2.3萬m2。工程所處南方多雨地區(qū)，山體屬巖溶不良地質(zhì)。在開挖至距隧道彎道18.0m處時(shí)，在拱頂上方出現(xiàn)一條與軸線方向約成60°角的斜交暗河，寬約1.5m，高約2m，周邊石質(zhì)破碎，整體性差。因暗河內(nèi)不斷有大量地下水涌出，最大涌水量約50立方米/分鐘，人員無法進(jìn)洞內(nèi)向前探查暗河延伸方向及走向，用強(qiáng)光手電從洞外向內(nèi)探照，也無法探明其盡端，延伸長(zhǎng)度不明，洞壁有多年被水浸泡跡象。

2 某隧道暗河處理方案

通過對(duì)暗河補(bǔ)水排水及涌水原因分析，形成了“以排為主、截疏防相結(jié)合”的基本思路，制定了“一截、一疏、四加強(qiáng)”的總體措施。

1.一截

在溶洞上游處掘擴(kuò)一條2.5m跨、2.2m起拱的排水隧道，連通至溶洞右側(cè)暗河，使上游地下水沿隧道排出洞外，徹底消除暗河河水威脅。

2.一疏

在溶洞處拱頂用鋼筋混凝土澆筑一條截面積約9m2的過水通道，將暗河上下游通道相接，并對(duì)暗河附近空腔進(jìn)行疏通和防滲處理，將暗河內(nèi)剩余少量水源沿被復(fù)層外排水環(huán)排走。

3.四加強(qiáng)

在四處暗河揭露部位，對(duì)已澆筑混凝土的施工縫、拱腳部位、地坪及墻面漏點(diǎn)，進(jìn)行防排水加強(qiáng)處理。

（1）澆筑混凝土前在暗河內(nèi)埋鋼管，深入暗河內(nèi)3.0米，端部1.5米內(nèi)鉆直徑16的孔240個(gè)。該管沿右側(cè)墻及毛地坪埋至主通道的建筑排水溝內(nèi)，并增加檢查井一個(gè)，檢查井底加深500mm。

（2）在暗河口1米向內(nèi)，用速凝水泥砂漿砌筑漿砌塊石500厚，封堵嚴(yán)實(shí)。當(dāng)水量過大，影響漿砌塊石封堵質(zhì)量時(shí)，可埋多根臨時(shí)鋼管，該臨時(shí)鋼管底端設(shè)閘閥，待漿砌塊石封堵完畢并凝固后，關(guān)閉閘閥。

（3）澆注混凝土前，該范圍內(nèi)埋設(shè)彈簧透水管6根，并設(shè)置遇水膨脹橡膠止水條。

（4）澆注混凝土。暗河口沿軸線方向前后各3米范圍內(nèi)用防水混凝土全部密實(shí)澆注。

（5）暗河至隧道口部建筑排水溝可加大涵管直徑。

按照上述措施處置完成后，至該隧道工程交工，期間雖然經(jīng)歷了數(shù)次大的降雨，工程內(nèi)地下暗河再也沒發(fā)過“脾氣”，被徹底“馴服”了。

4.其他方法

除了以上的處理方法，針對(duì)不同的情況還可以采取支護(hù)圍巖等方法。

（1）噴射混凝土封閉作業(yè)面。噴射50 mm砼封閉裂隙及周圍破碎圍巖，圍巖的裂隙、凹陷部位。適當(dāng)加大噴射砼厚度，使其具有一定的“粘結(jié)力”和“支撐力”，保持作業(yè)面前期的穩(wěn)定性。

（2）型鋼支護(hù)。在暗河口部開始安設(shè)工字鋼拱架支護(hù)。間距800mm-1000mm，鋼拱架與錨桿尾部焊接牢固，錨桿沿拱架徑向布置，間距1000mm，錨桿長(zhǎng)度4000mm-4500mm。各拱架間縱向以兩層鋼筋練成整體，間距400mm -500mm。每?jī)砷摴凹荛g加設(shè)3根Ф22環(huán)向受力筋，與Ф22縱向連接筋點(diǎn)焊。

（3）噴射砼。厚度150mm-200mm。

（4）按此方式支護(hù)至暗河結(jié)束后5m。

3 暗河處理注意事項(xiàng)

1、暗河治理必須對(duì)暗河工程地質(zhì)水文地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察，根據(jù)具體工程水環(huán)境制定相應(yīng)措施，采取綜合措施，確保施工安全和水環(huán)境用水安全。

2、注漿堵水效果檢測(cè)十分關(guān)鍵和必要，現(xiàn)場(chǎng)可以采用物探和鉆探相結(jié)合，以定量驗(yàn)證定性檢測(cè)，并較大范圍分析注漿效果，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后方可隧道開挖。

3、下穿隧道開挖嚴(yán)格進(jìn)行預(yù)支護(hù)，嚴(yán)格支護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行一榀開挖一支護(hù)的施工原則，嚴(yán)格臨時(shí)仰拱的施工，以確保掘進(jìn)安全。

4、在巖溶、暗河發(fā)育區(qū)隧道施工，應(yīng)特別加強(qiáng)超前地質(zhì)測(cè)、預(yù)報(bào)工作，根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工措施，防止出現(xiàn)突水突泥事故，造成人員、財(cái)物損失。

5、隧道穿越巖溶、暗河充填物時(shí)，應(yīng)預(yù)留足夠的變形量，加強(qiáng)支護(hù)，確保隧道結(jié)構(gòu)安全和使用功能。

6、加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)及分析整理工作，根據(jù)量測(cè)結(jié)果確定二次襯砌施工時(shí)間，確保施工安全。

7、采取注漿加固止水時(shí)，應(yīng)根據(jù)地下水的流速通過試驗(yàn)確定合理的注漿參數(shù)及注漿工藝，并根據(jù)注漿情況及時(shí)調(diào)整，注漿后必須進(jìn)行注漿效果檢查，合格后才能開挖，防止出現(xiàn)災(zāi)難事故。

總的來說，在隧道施工中遭遇暗河是較常見的現(xiàn)象，只有多舉措、及時(shí)對(duì)施工中出現(xiàn)的暗河現(xiàn)象進(jìn)行處理才能更好的保證隧道工程施工的進(jìn)度和質(zhì)量。