公路隧道突發(fā)涌水塌方處理措施

馬云剛

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司投資公司 湖南長(zhǎng)沙 410004）

引言

近年來(lái)，隨著交通建設(shè)的快速發(fā)展，隧道工程數(shù)量越來(lái)越多，隧道工程質(zhì)量安全也成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)。但隧道工程在施工過(guò)程中經(jīng)常需要經(jīng)過(guò)地質(zhì)復(fù)雜的地段，在諸多因素的影響下，容易出現(xiàn)涌水情況，進(jìn)而導(dǎo)致塌方事故。如果沒(méi)有對(duì)涌水塌方采取及時(shí)有效的控制措施，那么會(huì)造成嚴(yán)重的后果。就目前來(lái)看，在隧道施工過(guò)程中，涌水事故頻頻發(fā)生，如何做好隧道施工中涌水塌方的處理是施工單位需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。針對(duì)公路隧道突發(fā)涌水塌方，作為施工單位，需要結(jié)合實(shí)際施工地質(zhì)情況，利用相應(yīng)的技術(shù)方法對(duì)導(dǎo)致事故發(fā)生的成因進(jìn)行分析，進(jìn)而結(jié)合事故情況及時(shí)給予針對(duì)性的處理，以此避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，最大程度保證公路隧道工程質(zhì)量。

1 工程概況

巴拉路工程位于四川省甘孜州巴塘縣境內(nèi)，金沙江左岸。巴拉路的建設(shè)直接為金沙江拉哇水電站建設(shè)服務(wù)，屬于拉哇水電站的對(duì)外交通專(zhuān)用公路。該段進(jìn)場(chǎng)公路由巴楚河隧道和明線段組成。巴楚河隧道是曲墻式隧道，隧道起訖樁號(hào)為K0+225.0-K3+328.0，隧道長(zhǎng)為3103m，埋深的最大值為500m左右。該隧道施工采用臺(tái)階法進(jìn)行，2012年8月25日晚掌子面開(kāi)挖至K2+540處時(shí)，掌子面出現(xiàn)涌水大塌方，塌方石渣封堵了整個(gè)上臺(tái)階，涌水量約300m3/h。塌方段圍巖以綠泥角閃片巖夾黑色炭質(zhì)夾層，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性差，多處見(jiàn)裂隙水發(fā)育。由于涌水塌方情況的發(fā)生，緊鄰掌子面已完成初期支護(hù)段的鋼筋拱架遭到不同程度的損毀，噴射混凝土也有不同程度的剝落。不僅會(huì)影響到整體公路隧道的建設(shè)質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，需對(duì)導(dǎo)致發(fā)生涌水塌方的成因進(jìn)行分析，采取有效的措施進(jìn)行處理，來(lái)保障隧道施工安全。

2 成因分析

在突發(fā)涌水塌方后，第一時(shí)間對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行分析，通過(guò)了解涌水塌方的發(fā)生頻率，分析涌水物成分，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致涌水塌方發(fā)生的主要原因是構(gòu)造破碎帶受到溶蝕，所以形成涌水塌方段熔腔[1]。突發(fā)涌水塌方是由隧道熔腔和較多的地下水共同作用造成的。在隧道施工過(guò)程中，位于破碎帶熔腔的地下水的開(kāi)挖卸荷結(jié)合地下水匯聚，會(huì)形成靜水壓力，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)水壓，最終對(duì)隧道裂縫和空隙造成沖刷，隨著地下水的不斷涌入，就會(huì)造成大面積涌水情況，涌水中攜帶大量的泥碎石，致使巖塊間形成若干空腔，進(jìn)而引發(fā)塌方。

3 公路隧道突發(fā)涌水塌方處理措施

3.1 穩(wěn)定掌子面

當(dāng)公路隧道突發(fā)涌水塌方時(shí)，施工人員需要第一時(shí)間對(duì)掌子面進(jìn)行穩(wěn)定。比如可以在掌子面處采用厚度為10cm的噴混進(jìn)行封閉，以保證圍巖的穩(wěn)定可靠性。另外，可在圍巖和拱架上設(shè)立多個(gè)角撐架，保證掌子面的穩(wěn)定性[2]。在封閉地表過(guò)程中，采用砂漿完成。對(duì)于滲水裂隙，需采填補(bǔ)灌漿的方法進(jìn)行封閉，以減少地下水，進(jìn)而控制涌水塌方現(xiàn)象。

3.2 超前錨桿

除了穩(wěn)定掌子面，也可運(yùn)用自動(dòng)進(jìn)錨桿完成超前支護(hù)工作。在施工過(guò)程中，每個(gè)錨桿的環(huán)向距離為20cm，傾角控制在10～15°之間。鉆進(jìn)錨桿時(shí)，要注漿加固熔腔內(nèi)的泥土，避免泥土由于涌水的出現(xiàn)造成沖刷，從而讓塌方情況得到控制。通過(guò)實(shí)施超前錨桿施工，可以有效控制突發(fā)涌水塌方情況的進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而避免突發(fā)涌水塌方造成進(jìn)一步的影響和損壞[3]。

3.3 超前管棚加固

施工人員還可以利用超前大管棚預(yù)注漿對(duì)熔腔破碎帶段進(jìn)行加固。在鉆進(jìn)管棚過(guò)程中，不能封堵注漿孔，在完成管棚施工后，需要針對(duì)熔腔破碎帶段用注漿進(jìn)行加固。另外，為了保證隧道開(kāi)挖的穩(wěn)定性，可對(duì)初期支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行加密，以更好地保證隧道施工質(zhì)量。

3.4 導(dǎo)排地下水

當(dāng)遇到突發(fā)涌水塌方情況，需要立即進(jìn)行地下水排出，否則地下水的匯聚還會(huì)造成涌水塌方的進(jìn)一步發(fā)展。在掌子面挖掘施工過(guò)程中，根據(jù)鉆孔揭露的情況，預(yù)埋排水管，地下水通過(guò)排水管排出，以減少破碎帶水系的破壞程度[4]。另外，為了更好的保證隧道施工中初期支護(hù)和掌子面的穩(wěn)定可靠性，還應(yīng)該注意泵送混凝土進(jìn)行空腹的回填。

4 公路隧道涌水塌方的預(yù)防建議

隧道施工與普通路面施工相比具有一定的難度性和復(fù)雜性，這是因?yàn)楹芏嗨淼拦こ痰牡刭|(zhì)條件十分復(fù)雜，因此在各種因素的影響下，隧道施工質(zhì)量有時(shí)也容易受到影響。例如一旦發(fā)生涌水塌方事故，不僅會(huì)影響整體工程質(zhì)量和效率，同時(shí)還會(huì)造成不同程度的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，對(duì)于公路隧道涌水塌方，及時(shí)有效的處理固然重要，但科學(xué)有效的預(yù)防才是根本。

（1）就地質(zhì)復(fù)雜的隧道施工地段而言，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性，再加上地下容易形成水囊和水庫(kù)，所以涌水幾率較大，而一旦發(fā)生涌水，進(jìn)而就會(huì)引發(fā)塌方。對(duì)此，需要在隧道施工前加強(qiáng)地質(zhì)勘查、野外調(diào)查，同時(shí)在施工范圍內(nèi)擴(kuò)大調(diào)查范圍，才能更加詳細(xì)地了解隧道施工處的地表情況。在勘查調(diào)查后，對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行認(rèn)真研究和分析，切實(shí)掌握相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造、裂隙、節(jié)理情況，同時(shí)了解地下水的類(lèi)型、積水情況。進(jìn)而對(duì)可能出現(xiàn)涌水的位置、用水量等信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣一來(lái)就可在施工前采取針對(duì)性的排水措施，消除安全隱患。在做好預(yù)防措施后，開(kāi)展隧道施工，也可以更好地保證施工質(zhì)量及效率，最大程度減少用水塌方的發(fā)生率。

（2）為了預(yù)防用水塌方的發(fā)生，在隧道施工過(guò)程中還需要加強(qiáng)對(duì)施工的監(jiān)督和管理[5]。比如管理人員需加強(qiáng)對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的控制，尤其對(duì)容易發(fā)生涌水塌方的施工段，更應(yīng)該做好施工質(zhì)量管理工作。在施工完成后，仍需進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，最大程度保證施工質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際施工情況，切實(shí)做好支護(hù)施工、加固施工等工作，以避免涌水塌方的發(fā)生。如果已經(jīng)發(fā)生涌水塌方，也需對(duì)涌水量、水質(zhì)變化情況等進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)，防止涌水塌方進(jìn)一步發(fā)展，降低事故損失程度。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)隧道工程突發(fā)涌水塌方事故，施工單位不能盲目進(jìn)行處理，要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)、環(huán)境、施工等情況，對(duì)導(dǎo)致事故發(fā)生的形成機(jī)制進(jìn)行分析。在充分了解事故發(fā)生原因后，進(jìn)而采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理，才能更好地保證處理質(zhì)量和效率，避免涌水塌方再次發(fā)生。為了預(yù)防涌水塌方事故的發(fā)生，在隧道施工過(guò)程中，施工單位要切實(shí)做好施工質(zhì)量管理，最大程度保證施工質(zhì)量和安全，降低涌水塌方事故發(fā)生率。