浅谈隧道突水的整治

摘 要：介绍铁峰山二号隧道遭遇罕见“突水”灾害后，采用单、双液注浆得以快速通过突水段的施工工艺。

关键词：隧道 突水 单、双液注浆 1涌水及坍塌概况

铁峰山2#隧道是重庆万州至开县高速公路关键性控制工程，隧道为单向行驶四车道双洞特长隧道，全长6000多米。右线我G3合同段自K25+105 -K28+084.8，全长2979. 8m，于2004年1月1日正式开工。当隧道开挖至K2 6+18 7位置时隧道围岩地质变差，掌子面开始出现涌水，2004年9月24日晚开挖初支至K2 6 +170，掌子面开始出现大涌水和坍塌现象，掌子面中部向前跨塌17m之多，涌水量5万m3/d，施工被迫停止。通过带水清理坍塌掌子面至里程K2 6+150，于10月2 3日，掌子面涌水又把前方围岩冲坍成16:-17m长的导洞状坍塌体，现坍塌范围在隧道中部，拱顶以上8m，宽有6m左右，长17m，掌子面线路方向右侧坍塌处有一集中出水洞，左侧也有股状渗水，右线掌子面涌水量达3.7万m3/d。

涌水是从下往上翻涌，可判断水源主要来自暗河，通过层间滑动的断层相联通，地下有较复杂的岩溶通道。我们经过反复研究筛选，制定了单、双液注浆的施工方案。现将我们的作法及体会作一介绍，希望能给同行提供借鉴。

2治水原则及措施

在统筹考虑隧道排水对生态环境影响、隧道工程经济投入和目前隧道修建技术水平的基础上，结合本隧道设计和现状，提出“大堵小排、堵排结合，以堵为主，限量排放，保护环境”的治水原则。

通过注浆施工，对涌水段（或点）进行注浆堵水，达到限量排放的目标。同时，通过对涌水段混凝土衬砌结构背后增设排水系统，达到排水泄压的作用，确保混凝土衬砌结构的安全。通过对富水段与前后其他段落实施分区防水等措施，以满足隧道运营防水标准的要求。

3注浆治水总体方案及施工顺序

根据出口施工段出水点涌水情况，对该涌水段的处理总体方案是：先径向注浆补强，再通过底部注浆加固，保证仰拱开挖施工的安全，待仰拱施工完成后根据涌水点出水情况再对涌水点进行治理。

由于左右线可能存在水力联系，因此左右同时采用注浆加固施工。

4注浆材料

普通水泥单液浆：凝胶时间长，具有较长的可注期，有较高的固结体强度，单价低。但由于初凝时间长，易被地下水稀释，影响其凝胶化性能和强度，易于引起渗漏水。适用于径向注浆孔，垂直注浆孔无水或少水时，以及顶水注浆孔无流动水。注浆材料配比W:C=(O.6

-0.8)：1

水泥水玻璃双液浆：

水泥水玻璃双液浆：凝胶时间可控，可以达到控域注浆目的。可注性较好，早期强度较高，耐久性较差，利于注浆后就立即进行开挖施工。W:C=(0. 8-1)：1，体积比：C：S=l：(1-0.3)

c:s是水泥浆的体积与水玻璃的体积之比。c:s用多大为好，应依据岩层裂隙大小，渗透性系数大小，钻孔涌水量或吸水量的大小以及预期的注浆范围、扩散半径等因素，根据试验或依照经验来确定。一般用C:S-l:0. 4:-1:1，在此范围内，混合浆液的凝胶时间合适，浆液结石体强度较高，特别是早期强度（三天）较高。

凝胶时间是从两种浆液混合时开始到混合浆液停止流动为止的时间，它是注浆的一个重要参数，合适的凝胶时间可使注浆取得满意的效果，在裂隙发育，涌水量大的岩层注浆，宜用较短的凝胶时间：反之，凝胶时间应延长。

(1)水玻璃模数M是表明水玻璃性质的主要指标。一般M越大，水玻璃比重就愈大，黏度越高，可注性差。M越小反之。M-定时，温度高，黏度低，温度越低，黏度越高。一般注浆用水玻璃溶液的模数M=2.4-2.8。

(2)波美度为30 -45Be´．这一范围内的水玻璃凝胶时

间和结石体强度都较好。

(3)水玻璃稀释

商品水玻璃浓度一般50Be´，注浆使用的水玻璃浓度一般Be´=30 -35，Be 7愈小凝胶时间越短，反之则长。因此使用时根据需要进行稀释。

V水——稀释用水量(1)；D原 原水玻璃稀释前浓度；D配 水玻璃稀释后的比重；D水 水的比重；V原——被稀释水玻璃体积。

5注浆顺序

钻孔注浆从大里程向小里程方向实施，间隔跳孔、隔排方式进行，实施挤密型注浆措施。

6监控量测

为了保证在注浆过程中结构的安全，防止因水压过大而引起围岩局部发生开裂破坏等，在注浆过程中应随时进行监控量测，确定注浆过程引起的支护结构与围岩变形变化趋势，判断支护稳定性状态，直接指导施工。

注浆过程中要进行拱顶下沉和水平收敛监测。

在注浆段，A项监测每lOm布置一个断面，每断面布置水平收敛2对，拱顶下沉测点一个。并设置B项监测断面，涌水段坍方段

布置一个断面，YK26+220处布置一个断面，以测试水压力及其他力学指标。

顶水注浆期间增加监测频率。

收敛速度v<lmm／d时正常施工；v=1～5mm／d应加强观测，适当采取措施；v=5 -lOmm／d时，应调整施工方案，加强支护，v>lOmm/d时，围岩处于急剧变化状态，暂时停止施工，采取特殊措施进行处理。

7施工注意事项

在涌水段的整治过程中应注意以下几点：(1)制备浆液时必须保证其质量，储浆桶必须设过滤网，以防杂物堵塞注浆泵。(2)浆液搅拌应均匀，一般水泥浆搅拌时间为3-5分钟，但不得超过30分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。(3)注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化。(4)——台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。(5)保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。(6)严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。