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【摘要】在隧道工程中袁由于常常會涉及需要穿越各種特殊地質袁而頻繁出現一些災害現象遙其中袁涌水突泥就是較為常見的情況之一袁其形成往往受施工條件和施工場地所影響遙鑒于此袁本文依托于昆明某隧道工程袁重點圍繞隧道涌水突泥災害的成因展開分析袁就該現象的處理給出相應的技術措施袁旨在為類似隧道工程提供參考遙
【關鍵詞】隧道工程；涌水突泥災害；形成原因；處治技術
安全保障在隧道工程建設中的作用舉足輕重，其貫穿整個隧道工程。對于施工單位來說，采用何種技術處理施工中出現的各類災害問題，已成為當下相關技術人考慮的一項施工難題。尤其是當隧道穿越斷層地帶時所發生承載力不足的情況下，往往會直接影響圍巖結構的穩定性從而造成安全事故。因此，及時掌握隧道災害形成的原因并因地制宜的進行技術處理，是推進整個隧道工程安全開展的基礎。
1工程概況
工程所在地昆明屬于小丘陵和山區交界點，為穿越式隧道高速公路，項目整體分左右兩條線路同期建設，長度分別為9462m和9410m，施工內容涵蓋隧道進口、豎井及斜井作業，其中正洞施工時采用三心圓曲墻式斷面的方式，由于主洞拱部半徑在8.6m左右，造成凈空面過大而發生關泥和涌水的情況，嚴重危險到后期的施工安全，需要對其形成的原因進行分析并給出相應的處治措施。
2隧道涌水突泥形成原因分析
該隧道工程的左線ZKI14+938段水位不穩，在開挖建造掌子面時遇到的圍巖地層也略為復雜，依次為強—全風化巖層、灰白—灰黑巖層、褐黑色白云質泥灰巖層及泥質砂巖層等，強度由高到低且分布散亂遇特殊情況也極易被軟化掉，又受碎裂層狀的結構影響，填充層布有碎屑狀和土狀的碎物結構，所以只能將掌子面的位置埋深確定在381m左右，加之項目地下水含量豐富且滲透性強，很容易發生涌水（見圖1）的災害現象，影響周邊施工作業的順利展開。因此，現場決定采用全斷面超前帷幕注漿的方式對該涌水地段進行加固處理，以解決該災害現象的再次發生。
3隧道涌水突泥災害處理
結合本項目的實際情況，技術人員決定采用全斷面超前帷幕注漿技術對該地段的涌水災害現象進行處理。
3.1施工方案。全斷面超前帷幕注漿技術施工前，需要對其相關內容進行參數的確定，這包括止漿墻的厚度、注漿加固的范圍和長度以及注漿材料的配合比。其中，對于止漿墻厚度參數的選擇，要在注漿施工前完成，因為這可以較好地防止注漿過程中出現的漏漿跑漿現象；而注漿墻的強度則要以注漿壓力為基礎，且混凝土最好選用C30型號，以保證注漿墻的厚度滿足國家相關規定的2m范圍值內。注漿加固范圍的確定與隧道開挖直徑相關，同時也是影響注漿堵水效果的關鍵參數之一，可按照式（1）進行計算：B=（2-3）D（1）式中：B-注漿加固范圍；D-隧道開挖直徑，m，本項目取4m為參考值，可得出8耀12m的注漿加固范圍。帷幕注漿段長度可設定為40m，材料和配合比方面，采用普通水泥單液漿+HPC的形式，并用普通水泥水玻璃雙液漿作為替補，硅酸鹽水泥型號可選用42.5且方孔的篩余量小于5%，保證最佳配比。
3.2具體施工。3.2.1施工前準備。要做好施工準備，就要做到：淤根據底部的涌水實際情況進行引水管的埋設，方便排出廢水，埋設后用混凝土進行40cm厚的封堵，并以抽離的方式排除聚集在掌子面周邊的廢水；于利用防水板封閉的方式將出水口引入排水溝，達到對掌子面周圍涌水的處理效果。%需要注意的是，因為涌水地段的掌子面位置是在一個非坡面地段會出現大量的聚集，因此一定要做好排水的工作以防止因聚集引起的再次突涌。另外，還可在隧道內設置幾個固定積水站點和臨時的集水坑，借助水泵和抽水軟管以及鋼質水管對涌水進行抽排，來保障止漿墻的正常運作。3.2.2止墻施工該項作業的開展需要按照步驟依次進行，首先是植筋，并以梅花形狀設置錨桿，間距為1.5m×1.5m的正方形；其次是采用臺階法+混凝土對帷幕止墻進行制作，每層以1m的間距設置接茬筋并布置好鋼筋網片，高度設定在2m左右即可，需要注意的是止漿墻厚度至少為2m，這可以方便后續作業的順利開展。此外，可以在止漿墻工序結束后對場地進行硬化處理，這需要預留一定的制作平臺來為鉆機施工提供一定的場地，具體可采用洞碴對該場地進行回填和平整，且最后用混凝土進行澆筑已達到硬化場地的結果。在止漿巖盤加固時，必須在出水孔周圍埋設孔口管，同時還要拱部位置放置超前小導管并用淺孔注漿的方式，來形成止漿巖盤。在此之后，再進行最后的關水作業，如發生滲漏情況需立即在滲水處再次開展淺孔的注漿加固，防止同類問題的再次發生。3.2.3注漿孔位布置為達到更好的注漿效果，必須將漿液充分擴散到巖體裂隙中，已起到一定的填充作用從而達到堵水的目的，這就需要因地制宜地布置注漿孔孔位，具體可按傘形呈輻射狀布置并將鉆孔以圓圈的方式進行排列，并結合長短孔，從而最大限度體現出注漿效果[1]。3.2.4注漿施工參數確定根據項目的實際情況，超前預注漿采用前進式開展，并將鉆孔按照不同長度分作施工，具體可參考以下數值：長度在10m時水量控制在0～10m3/h；長度在5m時水量控制在10～30m3/h，但當水量超過30m3/h時要立刻停止鉆進，并實施注漿作業。此外，還要設計注漿壓力，作業時初始壓力要大于2MPa，終止壓力也要大于3倍孔內水壓且超過2MPa，但都要保證最大注漿壓力在5MPa以上。在此基礎上，要科學地選擇注漿順序，以在更好地提高注漿效率的同時，保證注漿的最佳效果。對于此，就注漿順序可由外向內、由上到下的間隔跳孔注漿，這可以更好地解決涌水現象的再次發生。除上述步驟之外，技術人員格外注意的是單孔注漿作業。這是因為，在此操作過程中如出現壓力上升的情況流量則會明顯出現下降現象，而當注漿壓力達到注漿終壓時并在穩壓10min后，方能結束該孔的注漿作業，并按照此標準依次對所有注漿孔開展注漿，以達到加固的終極作用。
3.3注漿相關事項。3.3.1注漿前期。注漿前期關于閥門的控制也有一定的順序，即打開進漿閥再關閉泄漿閥，注漿結束時也是先關閉進漿閥再打開泄漿閥，等到泄壓后清洗管路并拆卸注漿管路。整個注漿過程中要謹防漿液堵塞吸漿頭現象的發生，為此要在注漿泵水泥漿吸漿頭處安設吸漿籠頭，并用水玻璃吸包裹漿頭，以防有大顆粒進入，造成卡堵從而降低吸漿能力，并分時間進行攪動防止漿液離析，必要時可以再提起吸漿頭搖晃幾下，從而方便后續工作的繼續開展。遇到地層吸漿量大時，注漿會因壓力長時間而不上升，此時就要通過調整漿液配比以縮短漿液凝膠時間，以最終達到控制注漿范圍的目的。再者，注漿壓力如若上升，就要立刻停止注漿泵作業且打開泄漿閥泄壓，并在分析原因后，再決定該孔是否繼續注漿，如果是管路堵塞則要清除故障后繼續注漿。3.3.2注漿加固止漿巖盤。注漿加固止漿巖盤時要按順序進行：①先注無水區后注有水區，先注無水孔后注有水孔；②先注小水孔后注大水孔；③先內后外先上后下；④按先近后遠的程序進行且逐步加固止漿巖盤；⑤用漿液充填混凝土之間，從而將混凝土和圍巖之間的裂隙整合成一個整體[2]。
4效果分析
通過一系列的技術處理，項目前期出現的涌水突泥現象明顯得到改善，隧道的整體出水量也有所下降，而透過整個鉆孔過程不難看出，該隧道的加固地段總體水量不大且沒有壓力，但是注漿后的洞身原初支護地段水位有所上升。而通過后期的出水量試驗可知，本項目最大出水量為2.6L/min·m，平均出水量1.39L/min·m，滿足國家相關規定，也驗證出該方法對涌水突泥現象的效果，值得推廣。表1為治理前后的涌水量對比，僅供參考。
5結語
綜上所述，隧道在穿越特殊地質條件巖層時會出現頻繁的涌水和突泥等災害現象，本文通過對昆明某高速公路隧道工程施工中的涌水突泥成因分析，因地制宜地總結出一套治理方法，值得從業人員借鑒。
參考文獻
[1]雷明林，武剛，潘俊濤.公路隧道穿越富水斷層破碎帶預注漿加固處理技術[J].工程建設與設計，2020（7）：247-249.
[2]葉海龍.九峰隧道涌水塌方綜合處治技術分析[J].工程建設與設計，2019（17）：212-214，220.
作者:祁生花 單位:中鐵十六局集團第四工程有限公司
