奉節(jié)隧道基巖裂隙水處理技術(shù)探討

張文杰 （中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

目前，我國(guó)高鐵建設(shè)發(fā)展迅速，實(shí)際施工中必定會(huì)碰到各種不良地質(zhì)條件。在長(zhǎng)大隧道施工中，由于地下水的影響，勢(shì)必造成施工質(zhì)量問(wèn)題，給后期隧道的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)一定的影響，且后期維護(hù)整治滲漏水的難度大，費(fèi)用大，因此，必須從根本上解決地下水的引排。

1 工程概況

鄭萬(wàn)鐵路奉節(jié)隧道位于重慶市奉節(jié)縣朱衣鎮(zhèn)境內(nèi)，起訖里程DK721+150.10 ～DK734+622.55，正線長(zhǎng)13482.45m，其中DK726+480～DK728+200屬剝蝕低山地貌，斜坡基巖大部分裸露，隧道范圍上覆第四系坡洪積、坡殘積、坡崩積粉質(zhì)粘土及碎塊石等，洞身穿越基巖為三疊系中統(tǒng)巴東組三段泥質(zhì)灰?guī)r夾灰?guī)r、頁(yè)巖與四段泥質(zhì)砂巖。隧道位于朱衣背斜南翼，巖層陡傾，構(gòu)造節(jié)理較發(fā)育，巖體較破碎，隧道埋深320m～580m，地下水主要為基巖裂隙水，巖溶裂隙水，在可溶巖與非可溶巖接觸溶蝕破碎帶地下水易富集，易發(fā)生涌水。

2 現(xiàn)場(chǎng)情況及防排水措施選定

DK726+480～DK728+200段地下水發(fā)育，設(shè)計(jì)涌水量達(dá)9000m/d，施工過(guò)程中出現(xiàn)大面積散水，局部出現(xiàn)線狀及股狀水，同時(shí)由于施作系統(tǒng)錨桿鉆孔時(shí)經(jīng)常會(huì)鉆出股狀水，噴射混凝土未初凝便被水流沖落，垮塌嚴(yán)重，噴射混凝土回彈量增大，混凝土消耗量達(dá)到無(wú)地下水時(shí)的2倍以上。圍巖經(jīng)地下水長(zhǎng)期浸泡后軟化嚴(yán)重，找頂排險(xiǎn)過(guò)程中圍巖掉塊嚴(yán)重，且噴漿料易出現(xiàn)不密實(shí)，初支背后出現(xiàn)空洞現(xiàn)象嚴(yán)重。初期支護(hù)施作完成地段噴射混凝土易掉塊，導(dǎo)致初支表面不平整。

此段設(shè)計(jì)常規(guī)防排水措施為拱墻鋪設(shè)土工布+防水板，施工縫采用“外貼橡膠止水帶+中埋橡膠止水帶”的方式進(jìn)行防水；排水措施為邊墻設(shè)置縱向φ150mm盲管+環(huán)向φ50mm盲管。此防排水方式已不能滿(mǎn)足滲水處理要求，需進(jìn)行加強(qiáng)處理，采用增加初支背后埋設(shè)盲管、支護(hù)后徑向注漿、開(kāi)槽引流、隧底設(shè)置縱向盲管及逆向?qū)艿壬⑺占⒁?、隧底引排的綜合排水措施，加強(qiáng)施工過(guò)程中滲水的引排，有效提高施工進(jìn)度和初支質(zhì)量。

3 基巖裂隙水處理技術(shù)

針對(duì)DK726+480～DK728+200地下水發(fā)育地段，在開(kāi)挖后及初支后采取收集、引排等措施，或同時(shí)采用多種加強(qiáng)措施治理會(huì)起到較好的效果。

3.1 開(kāi)挖后初支前對(duì)滲漏水點(diǎn)集流引排

富水段開(kāi)挖后揭示基巖股狀水、線狀滴水，在初支噴混凝土前盡量處理，以減小初支面處理滲漏水的工作量及難度。初支噴混凝土前，于滲漏水較集中區(qū)域或出水點(diǎn)鉆設(shè)不小于φ76mm集流孔，鉆孔深入基巖大于50cm，孔內(nèi)插埋φ50mm盲管，插管孔口用土工布包裹并用快凝水泥砂漿封堵管與孔之間的縫隙，沿隧道邊墻預(yù)埋盲管將滲漏水集流引接至拱腳，并最終接排入側(cè)溝，集流引排管水量較大時(shí)接入隧道中心水溝。

3.2 初支后采用徑向注漿堵裂隙散水

圖1 基巖出水點(diǎn)引排處置示意圖

掌子面后方已開(kāi)挖段的隧道初支完成后滲漏水點(diǎn)較多，水量較大時(shí)，考慮高鐵100年壽命，做到寧強(qiáng)勿弱，不留運(yùn)營(yíng)隱患，隧道拱墻、仰拱采取徑向注漿止水及加固方案，以確保結(jié)構(gòu)安全及降低后期二襯滲漏水風(fēng)險(xiǎn)。徑向注漿孔環(huán)向間距150cm，縱向間距150cm，交錯(cuò)布置，鉆孔孔徑50mm，終孔不小于42mm，鉆孔深度5m；埋置孔口管，孔口管采用φ42mm壁厚3.5mm無(wú)縫鋼花管，管長(zhǎng)1m，孔口管采用錨固筋錨固并采用快凝砂漿堵管與孔口縫隙。注漿采用水泥砂漿，水量較大且存在一定水壓時(shí)選用水泥-水玻璃雙液漿注漿，注漿壓力按0.5～1.5MPa控制。

3.3 初支面線狀水采用鉆孔引排

經(jīng)前面兩步處治后，初支混凝土面仍有較大面積滲水、線狀水時(shí)，在出水點(diǎn)部位鉆φ76mm孔，打入基巖不小于50cm，孔內(nèi)埋設(shè)盲管外包土工布，在初支面開(kāi)槽70×70mm（寬×深）并埋設(shè)φ50mm打孔波紋管，必要時(shí)再增加防水板引流，引排至拱腳并最終接至隧道側(cè)溝。

圖2 初支面開(kāi)槽埋管引排示意圖

3.4 邊墻鉆設(shè)泄水孔減壓措施

富水段初支完成后，在邊墻縱向排水波紋管以下至側(cè)溝面以上約50cm部位，每隔2m鉆孔徑不小于φ110mm的泄水孔，入基巖不小于50cm，孔內(nèi)插入φ100mm以上比鉆孔孔徑小一號(hào)的盲管或波紋管，盲管或波紋管包裹土工布，距離環(huán)向施工縫不大于1m，仰拱二襯及溝槽混凝土施工時(shí)，通過(guò)PVC管引接至隧道側(cè)溝。鉆設(shè)減壓泄水孔可以有效避免二襯施工縫后期可能承受較大水壓而滲水的質(zhì)量隱患。

3.5 增加富水段防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

加強(qiáng)防排水措施，防排水施工參數(shù)調(diào)整為拱墻環(huán)向盲管加密至2m一道，環(huán)向施工縫設(shè)置一道凸殼式排水板，幅寬1m，散水較多段落初支表面滿(mǎn)鋪凸殼式排水板；環(huán)向、縱向中埋止水帶由橡膠止水帶變更為鍍鋅鋼板止水帶，以增強(qiáng)抵抗施工縫可能存在的水壓力；富水地層段于隧底中心溝下增設(shè)縱向“φ200mm外裹土工布打孔波紋管+無(wú)砂混凝土”中心盲溝，沿縱向每隔10m鋪設(shè)一道橫環(huán)向φ50mm打孔波紋管，并通過(guò)四通接頭與隧底縱向φ200mm波紋管聯(lián)通，而縱向φ200mm波紋管每隔20m通過(guò)三通接頭連接無(wú)縫鍍鋅鋼管φ150mm導(dǎo)水管接入中心水溝，導(dǎo)水管口高于中心溝溝底50cm，并安設(shè)單向止水閥。

圖3 富水段仰拱底排水示意圖

4 注意事項(xiàng)

4.1 加強(qiáng)超前預(yù)報(bào)

施工過(guò)程中，通過(guò)紅外探水檢測(cè)掌子面及周?chē)鷿B水情況，對(duì)檢測(cè)存在滲水較大的地方，先采用注漿止水的方式進(jìn)行封堵，減少開(kāi)挖后對(duì)滲水的處理，提前做好滲水檢測(cè)工作，避免后期處理難度大。

4.2 盲管外包土工布

采用盲管引排時(shí)，孔口盲管和隧底盲管必須使用100g/m土工布包裹，防止地下水中因長(zhǎng)時(shí)間沉積的結(jié)晶物堵塞盲管，不能有效將水排出，保證排水通暢。

4.3 適當(dāng)加密排水盲管

在滲水處理過(guò)程中，根據(jù)滲水量的大小，可適當(dāng)加密排水盲管或多種引排措施并用，以能及時(shí)有效地將水引排為前提。

4.4 使用快凝水泥

滲水量較大的地方，采取注漿止水封堵時(shí)，需采用快凝水泥，注漿配合比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)試配確定，以達(dá)到良好的止水效果。

5 結(jié)語(yǔ)

奉節(jié)隧道地下水發(fā)育地段，通過(guò)增加初支背后埋設(shè)盲管、支護(hù)后徑向注漿、開(kāi)槽引流、邊墻設(shè)置泄水孔、隧底設(shè)置縱向盲管及逆向?qū)艿纫拧⑸⑺占?、隧底引排的綜合排水措施，與常規(guī)的防排水設(shè)計(jì)措施相比，既能及時(shí)有效地將水引排，又避免了后期滲水的施工質(zhì)量隱患，保證了隧道結(jié)構(gòu)安全及避免后期運(yùn)營(yíng)期間二襯滲漏水風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)類(lèi)似隧道滲漏水處理具有一定的實(shí)際意義。