特長隧道涌水突泥原因分析及處理技術(shù)探究

劉興

摘 要：為進(jìn)一步梳理隧道涌水突泥相關(guān)因素，提升對(duì)該項(xiàng)事故的應(yīng)對(duì)能力。文章在總結(jié)當(dāng)前特長隧道涌水突泥成因基礎(chǔ)上，探究其應(yīng)對(duì)措施，望對(duì)相關(guān)人員該領(lǐng)域的工作或?qū)W習(xí)有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：涌水突泥;特長隧道;原因;處理技術(shù)

相較于普通公路橋隧道，特長隧道受到人為、地理、技術(shù)等因素影響，非常容易發(fā)生涌水突泥[1]，影響工程的正常開展，甚至在一些因素影響下還有可能造成重大安全生產(chǎn)事故。于此，施工單位應(yīng)重視涌水突泥事故發(fā)生的相關(guān)因素，并不斷提升該事故處理能力，以保障工程穩(wěn)定、持續(xù)的進(jìn)行。

1 特長隧道涌水突泥原因分析

特長隧道主要是指長度超過3 000 m的隧道，其所發(fā)生的突水突泥事故是指在工程施工中，開挖四周由于壓力、防護(hù)等因素，隧道臨界面崩潰而形成的一種地質(zhì)災(zāi)害。由于此類事故具有一定破壞性、突發(fā)性，

會(huì)影響工程的正常開展，相關(guān)單位應(yīng)對(duì)其予以相應(yīng)重視。通過梳理此事故發(fā)生過程，其形成原因有：一是地質(zhì)因素的影響。即在水、壓力、不良地質(zhì)等因素影響下，形成涌水突泥的現(xiàn)象。以其中空氣壓力為例，因?yàn)樗淼涝谑┕み^程中會(huì)經(jīng)過地下河、斷層破碎帶等地質(zhì)，而此過程中會(huì)改變其中空氣壓力，進(jìn)而導(dǎo)致突水突泥發(fā)生;二是缺乏合理的工序環(huán)節(jié)。即部分施工單位未在完成清淤等工作情況下盲目開挖，或未檢測(cè)地質(zhì)圍巖狀態(tài)進(jìn)行作業(yè)等;三是未重視預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，即在開挖之前，并未對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行有目的、有計(jì)劃的勘察、預(yù)測(cè)，導(dǎo)致開挖依據(jù)不足，指導(dǎo)性不強(qiáng)，從而為事故的產(chǎn)生埋下了隱患。

2 特長隧道涌水突泥處理技術(shù)

為降低涌水突泥事故對(duì)隧道工程施工的影響，施工單位應(yīng)及時(shí)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并派遣具有綜合技術(shù)素養(yǎng)的專業(yè)人員參與研究和分析，處理涌水突泥事故，具體而言：

2.1 合理處理突泥堆積體

依據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)情，牢固突泥堆積體，即將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在形成的堆積體表面，再噴射相應(yīng)標(biāo)號(hào)混凝土（C20），需注意為穩(wěn)定該堆積體，應(yīng)預(yù)留一定數(shù)量排水孔。然后，再將4 m小導(dǎo)管（φ42x6 mm）打入堆積體，并注入漿液，對(duì)其進(jìn)行固定。

2.2 牢固初期支護(hù)

若突泥發(fā)生區(qū)周圍有支護(hù)，則應(yīng)加固支護(hù)，以防止其變形、損壞等。具體而言：牢固鎖腳，即將鋼管以焊接方式固定在支護(hù)構(gòu)架兩側(cè)，在固定完成后對(duì)其進(jìn)行適應(yīng)性注漿。同時(shí)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際增加傘狀棚架，其搭建方式為：首先，選定鋼管（φ76，長12 m），設(shè)定1 m環(huán)距，4 m縱距，然后將液漿注入到出水量少的鋼管，而其他出水量大鋼管的則作為泄水通道。

2.3 排水降壓

對(duì)于因壓力因素而形成的涌水突泥事故，可對(duì)其進(jìn)行排水降壓操作。即利用鉆孔方式，降低斷層破碎中壓力等因素對(duì)潰口等的影響。具體而言，需找準(zhǔn)鄰洞位置，然后開兩個(gè)孔排水釋放水量和壓力，以降低突水對(duì)施工的影響。同時(shí)，待其事故發(fā)生區(qū)壓力和水位下降到一定程度后，應(yīng)及時(shí)將這兩個(gè)排水孔注漿堵水。

2.4 帷幕注漿

為安全通過泄口，將雙液漿（水泥、水玻璃）注入帷幕裂隙通道，以提升巖體強(qiáng)度、改善圍巖性能、保護(hù)支護(hù)構(gòu)架等。具體而言：首先，止?jié){墻。即依據(jù)突泥體清除情況，進(jìn)行止?jié){墻施工。其主要以分臺(tái)階施工為主，利用混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑，搭建兩個(gè)臺(tái)階，下臺(tái)階2 m厚，4.5 m高，上臺(tái)階與下臺(tái)階同厚，5 m高。在臺(tái)階搭建完成后，以其所形成掌子面為基點(diǎn)，對(duì)相應(yīng)段位進(jìn)行注漿填空，以讓其更加牢固，待注漿成功后，對(duì)涌水突泥事故所形成的堆積體進(jìn)行適應(yīng)性清理;其次，鉆注漿孔。一是在鉆注布設(shè)原則上要以先下后上、由外環(huán)至內(nèi)環(huán)為主。二是在孔口管上應(yīng)用熱軋無縫鋼管（長2.5 m，φ127×5 mm）進(jìn)行鉆孔。注意①熱軋無縫鋼管段，鉆頭應(yīng)采用130 mm直徑規(guī)格，其后段應(yīng)采用94 mm直徑規(guī)格。注意②為提升鉆孔質(zhì)量和精度，不能脫離漿墻面。注意③若作業(yè)過程中發(fā)生卡鉆、出現(xiàn)涌水、巖體破碎等情況，應(yīng)馬上停止作業(yè)，待排除影響因素后，再作業(yè)，以防止出現(xiàn)施工安全事故;其三，帷幕注漿。此維度應(yīng)在充分了解漿液屬性情況下進(jìn)行，如其注入量、凝膠時(shí)間、壓力、配合比及擴(kuò)散半徑等，即要進(jìn)行適應(yīng)性模擬實(shí)驗(yàn)，了解相關(guān)參數(shù)，如1.5 m擴(kuò)散半徑等;其四，控制注漿過程。即①要依據(jù)上一環(huán)節(jié)獲得的參與配制漿液。②注漿順序要依據(jù)先稀后稠，由大到小等方式，注意在注漿作業(yè)時(shí)應(yīng)逐漸提升涉及的壓力，如15 min持壓。③要控制漿液流量和漿泵壓力，如壓力出現(xiàn)異常問題，那么應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救辦法，若由漏漿所導(dǎo)致，那么應(yīng)對(duì)其進(jìn)行恰當(dāng)封堵。若由跑漿所致，那么應(yīng)優(yōu)化漿液類型或配液配比等。④若在注漿過程中探測(cè)到注入位置有大空洞，那么應(yīng)停止注漿，向其注入混凝土，帶達(dá)到一定程度后，再注漿。⑤若作業(yè)過程出現(xiàn)串漿情況，那么應(yīng)再開一個(gè)孔，同時(shí)注漿。⑥針對(duì)注漿效果，應(yīng)在完成相應(yīng)循環(huán)后，按照10%開孔數(shù)量檢測(cè)各個(gè)孔內(nèi)的注漿情況，若發(fā)現(xiàn)有孔注漿不達(dá)標(biāo)，應(yīng)及時(shí)處理，待全部合格后再進(jìn)行下一階段的注漿活動(dòng)。

2.5 超前預(yù)支護(hù)通過

帷幕注漿完成后，采用超前大管棚作為超前預(yù)支護(hù)進(jìn)行掘進(jìn)施工。具體而言：首先，擴(kuò)挖洞內(nèi)管棚工作室。即在隧道襯砌斷面基礎(chǔ)上，向外擴(kuò)挖適應(yīng)性距離作為管棚工作室;其次，洞內(nèi)管棚施工。①確定洞內(nèi)管棚設(shè)計(jì)參數(shù)，如鋼管規(guī)格。②按設(shè)管棚鋼管點(diǎn)位編號(hào)。③應(yīng)精準(zhǔn)控制鉆就位，確?？卓诜较颉⒔嵌葻o誤，鉆進(jìn)過程中應(yīng)使用斜測(cè)儀對(duì)鉆孔加以測(cè)量并實(shí)時(shí)糾偏，可避免鉆孔偏斜。④每個(gè)孔鉆完后應(yīng)及時(shí)頂進(jìn)鋼管;⑤管棚注漿以加固隧道開挖土體及管棚周邊一定厚度圍巖進(jìn)行設(shè)

計(jì)，漿液擴(kuò)散半徑≥50 cm，注水泥一水玻璃漿雙液漿;其次，超前導(dǎo)坑掘進(jìn)。即管棚注漿完成后，在超前大管棚的預(yù)支護(hù)環(huán)保護(hù)下，按超前導(dǎo)坑三臺(tái)階法掘進(jìn)施工（具體構(gòu)架如圖1所示）。其流程為：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)—導(dǎo)洞超前支護(hù)—導(dǎo)洞開挖一導(dǎo)洞初支及臨時(shí)支護(hù)一左側(cè)主洞超前支護(hù)—左側(cè)上臺(tái)階開挖—左側(cè)上臺(tái)階初支—左側(cè)中臺(tái)階開挖—左側(cè)中臺(tái)階初支—下臺(tái)階開挖—下臺(tái)階初支—仰拱部位開挖一施做仰拱初支及襯砌一仰拱回填一整體模筑二襯混凝土。注意，初期支護(hù)應(yīng)隨開挖隨支護(hù)、各臺(tái)階的開挖距離應(yīng)小于10 m等。

3 結(jié)語

綜上，超長隧道施工涌水突泥危害性較高，相關(guān)施工單位應(yīng)對(duì)其予以相應(yīng)重視，即要精準(zhǔn)定位其中涉及的要素，并梳理造成涌水突泥事故的原因，調(diào)整自身施工方式，加強(qiáng)事先探測(cè)，事故發(fā)生后的處理技術(shù)，提升隧道作業(yè)效率。同時(shí)，

在加強(qiáng)技術(shù)處理的過程中，還應(yīng)充分挖掘現(xiàn)代信息技術(shù)在隧道涌水突泥事故中的應(yīng)用方式，以提升事故處理效率，如依托遠(yuǎn)程高清視頻技術(shù)進(jìn)行事故處理技術(shù)互動(dòng)等。于此，文章在特長隧道涌水突泥處理技術(shù)上，進(jìn)行了四個(gè)維度分析，具有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋建.明月山隧道塌方突水治理分析[J].西部交通科技，2021（2）：108-110.