复合地层隧道涌突水防治施工措施研究

复合地层隧道涌突水防治施工措施研究

杨朗

四川川黔高速公路有限公司  四川古蔺646500

【摘要】为研究复合地层隧道涌突水防治施工措施，采用理论结合实践的方法，立足隧道涌突水的危害，分析了隧道涌突水预防和治理的措施。分析结果表明，涌突水是隧道施工中常见的病害，对施工质量、施工速度以及施工安全都会造成较大影响，需要结合隧道所在区域地质条件，采取有针对性的防治措施，才能降低涌突水造成的危害，保证隧道施工任务能够高效有序的完成，打造优质隧道工程。

【关键词】复合地层；隧道工程；涌突水；横通道

【引言】复合地层是隧道开挖中常见的地层形式之，具有结构复杂、高压、富水等特点，在施工中极易发生涌突水灾害，情况严重甚至会伴随着涌泥涌沙，破坏隧道施工设备，冲毁隧道支护结构，影响隧道施工人员的生命安全，延误施工进度。基于此，开展复合地层隧道涌突水防治施工措施的分析研究就显得尤为必要。

1、隧道涌突水的危害

在隧道施工中引起涌突水灾害的主要原因是在实际施工中揭穿了岩溶管道、暗河、岩溶裂隙、溶腔。致使大量隧道中原本存在的高压岩溶水突然迸发出来，影响隧道施工进度，破坏施工设备，危及隧道施工人员的生命安全。和隧道坍塌灾害相比，涌突水最显著的特点是危害性大、突发性大，经常会造成比较严重的灾害事故，使得隧道施工被迫停止，如果情况严重，会引起较大的人员伤亡。因此，在隧道施工中，必须采取一系列行之有效的方法来防治隧道，以保证隧道施工的安全性和质量。

2、复合地层隧道涌突水的预防措施

2.1开挖前的预防措施

在复合地层隧道正式开挖前，需要先查明涌突水的来源、涌突水通道和隧道的空间位置关系、地表水和大气水对地下水的补给关系。主要是通过坑道超前钻探、压水、注水试验、水化学、同位素分析法、示踪法等对断裂构造带、裂隙分布带、塌陷区、隔水层薄弱带等进行探测，以确定涌突水通道的具体位置以及大小。但由于涌突水的位置是都中因素综合影响的体现，难以进行精确预测，可采取随机数学方法和模糊数学方法进行预测分析。为尤其涌突水的预防和治理提供有效的数据支撑。

在基础之上，采取封闭地下水不给通道和引排地表水相互结合的施工措施，切断地下水补给来源或者是补给通道【1】。然后在条件允许的情况下，通过超前钻孔的方法来疏干或者部分疏干地下水，并通过超前注浆的方法固结涌突水的固体物质，按照现场实际情况，采取超前锚杆、超前小导管、超前管棚、插板等方法对隧道围岩进行超前支护。最后根据情况，选择CD法、CRD法或者是单/双侧导坑法进行分部开挖，开挖后及时跟进支护和模筑衬砌，可选择的的支护措施包括锚杆、钢架、钢筋网、湿喷混凝土等。但需要保证隧道开挖后及时进行模筑衬砌，根据现场情况，采取先墙后拱、先拱后墙的施工顺序，尽量设置双层模筑衬砌，以保证隧道后期施工的安全性和质量。

2.2开挖后的预防措施

复合地层隧道开挖之后，需要密切关注隧道围岩的变化情况，如果围岩变化数值超过设计值，或者有水渗出，需要高度重视，及时处理以免发生安全事故。通常情况下，隧道爆破开挖2~4h之后，出碴即将完成时，容易发顺爆破碎石堵塞水头的问题。出碴完成后，压力减轻，容易出现涌突水问题。这需要施工单位派遣经验丰富，有责任心的安全人员，对隧道开挖中有水地段进行实时监控，发现涌突水的症状，及时处理。

2.3特殊地段涌突水预防措施

针对复杂、层状结构不明显、不良地段，为降低涌突水发生的概率，保证施工的安全性，加快施工速度，可采取锚杆喷射合混凝土支架，或者是挂网支护的方法。如果超前探测预报结果显示，发生涌突水的概率比较大，还可以采取超前锚杆或者是超前小导管的方法来预防涌突水【2】。如果隧道围岩结构层状明显，既要采取上述方法，还要再加上型钢拱架或者格栅拱架进行加强支护。但需要注意的是，型钢拱架和格栅拱架施工工序多，安装速度慢，而且存在和围岩接触不够严密的问题，此时需要提升混凝土的喷射厚度，实现对型钢拱架和格栅拱架的全部覆盖。如果不良地质段影响范围比较小，可次啊去锚喷支护的方法，在保证施工安全的基础上，尽量提升施工速度，以免耽误隧道施工的总体进程。

3、复合地层隧道涌突水治理措施

虽然在复合地层隧道施工中，采取了一些预防措施后，能够很大程度上降低涌突水发生的概率，但由于涌突水具有不确定性的特点，难以准确预测和方法。一旦发生涌突水会对隧道施工造成很大危害，这就需要在施工中采取切实可行的防水、排水措施，并有针对性的采取超前帷幕注浆堵水、引排等措施，来及时有效的处理涌突水问题。

在隧道开挖中，即将进入到设计富水地段时，需要加强超前地质勘探工作，以便更加全面、及时、有效的掌握前方地下水的含量、压力以及分布情况。再结合超前预测的结果，设置好超前探孔水，以便及时判断是否会发生涌突水。

为更好的治理隧道涌突水，还要施作横通道，一旦遇到紧急情况，保证现场人员和设备能够及时撤离现场，而且还能为排出正洞涌水提供条件和通道。在隧道富水地段需要设置足够的抽水设备，加强对隧道施工用水、排水的的管理力度。

如果在施工中遇到管道水，在条件允许的情况下，要尽量采取注浆和其他施工措施相互结合的方法，以最大限度上维持原有水系。当超前预报结果显示，隧道开挖的前方存在承压水，而且采取排水的方法，不会对隧道围岩的稳定性造成影响，此时可采取超前钻孔排水或者是注浆前排水降压的方法进行治理。

如果在隧道施工中遇到了高压涌突水问题，并且已经危及到施工安全，要及时采取排水，以降低地下水的压力，然后再用高压注浆的方法来封堵涌突水。需要注意的是在封堵涌突水时，应该先在周围注浆，尽量向水源方向注浆，以便快速切断水源。再进行顶水注浆，就能快速安全的封堵涌突水【3】。

如果已经发生了涌突水问题，需要立即启动应急预案，应急领导小组要及时组织人员快速将水逐级抽出，以免发生拱脚和基底被浸泡，影响隧道安全和质量。同时对涌水地段进行支护加固，详细分析涌突水的成因，并会同业主、设计单位、监理单位共同商定处理方案。比如：涌突水地段的围岩需要进行超前注浆固结处理，加强支护和模筑衬砌，以提升涌突水地段围岩结构的稳定性。

在复合地层隧道涌突水治理中，为最大限度上避免隧道内衬期支护发生不均匀下沉问题，每一步支护都需要施作缩脚锚杆。支护系统可通过壁厚小导管来代替，在支护施工中，还要结合渗漏水的实际情况，在每个渗漏位置至少布置一个钻眼引水，并设置弹簧排水管。如果在复合地层隧道施工中遇到了大面积淋水，或者是水流量比较大的情况，需要设置多层弹簧排水管，利用弹簧排水管涌突水引入到墙脚纵向排水管中，再通过提前开挖好的排水沟，将水排出到隧道之外。此外，还需要铺设复合防水板，全断面模筑防水钢筋混凝土，以提升隧道围岩结构的稳定性，以免涌突水问题频繁发生，最大限度上保证隧道施工的安全性以及质量。

【结束语】

综上所述，结合理论实践，研究了复合地层隧道涌突水防治施工措施，研究结果表明，涌突水是隧道施工中常见的病害，对施工速度、施工安全、施工质量都会造成较大影响。为保证隧道施工的安全性，降低复合地层隧道施工的难度。在实际施工中，需要对采取预防和治理相互结合方法，通过一系列有效的预防措施以降低涌突水发生的概率。如果已经发生了涌突水，就需要采取合理的治理方法，以降低涌突水造成危害，在保证施工人员生命安全的基础上，提升施工速度，获得更大的经济效益。

【参考文献】

[1]胡迪勇,徐钟,王坤云,等.岩溶隧道涌突水灾害源类型及灾害防治分析[J].资源信息与工程,2021,36(01):74-76+81.

[2]赵毅,李小波.复合地层隧道涌突水防治施工措施[J].散装水泥,2020(05):70-72.

[3]张剑宁,黄鹏.山区公路隧道涌突水应急与处置方案[J].交通世界,2020(16):158-160.