隧道涌水处治技术图文讲解

xxx隧道涌水处治技术摘要：xxx隧道特大高压涌水段的涌水特点为水头压力大、持续时间长、涌水量大；本文研究了涌水产生的机理，制定并实施了泄水减压结合帷幕注浆堵水的施工方案，快速有效的通过了特大高压涌水地质灾害洞段，效果显著。关键词：隧道涌水帷幕处治Gushing

Water

Treatment

Methodology

for

Zhongtienshan

TunnelAbstract:High

pressure

at

water

head,

long

duration

and

large

amount

of

gushing,

these

are

the

features

of

the

high

pressure

water

gushing

section

of

the

Zhongtianshan

Tunnel;

This

article

probes

into

the

generating

mechanism

of

water

gushing

and

draws

up

a

feasible

construction

plan

for

water

stoppage

by

the

combined

effort

of

draining

and

curtain

grouting.

The

construction

of

this

section

of

tunnel

followed

such

plan

in

an

effective

manner

that

the

construction

was

completed

smoothly

and

a

remarkable

result

was

reached.

Key

words:Tunnel

Water

Gushing,

Curtain

Grouting,

Treatment1工程概况xxx隧道位于托克逊、和硕间xxx东段的岭脊地区，穿越xxx北支xxx山中山山地，平均海拔1100～2950m，最高海拔为2951.6m，隧道最大埋深1700m。隧道设计为两座单线隧道，左线全长22449m，右线全长22467m，全隧道为单面上坡，除出口308m，位于曲线上外，其余均位于直线上。左、右线线间距36m。隧道进口端左、右线采用两台TBM同时掘进，出口端采用钻爆法施工，出口左线DK158+400处设一座长2547.14m的斜井辅助左线施工；右线DyK158+526设一座长2545.89m的斜井辅助右线施工。图1xxx隧道平面布置图2隧道涌水情况分析及水量预测2011年10月6日，出口钻爆段掌子面施工至DyK154+901时（设计为Ⅱ级围岩），在实施超前探孔的过程中施钻孔眼突喷出一股高压水，水柱喷射长度达30多米，呈雾化状，单孔出水量约5000m3/d，隧道掌子面涌水量超出原6#泵站（DyK156+100）设计排水能力，至10月24日涌水里程到Dyk155+830，造成洞内最大被淹930m，现场施工被迫停止。停工后，针对涌水情况采用不同方法进行水量观测并进行连通试验，同时采取超前探孔和地面物探等地质探测手段对可能涌水范围及水量进行勘察。涌水情况见图2、3。图2左线超前孔探孔涌水图3右线前孔水2.1突涌水情况分析[1]注⑴魄工程地质及水蒙文地质条件分潮析器[六2向]桨规为掌子面前方约政300m谁处为晒F钥7插断层，学F在7阶断层为逆断层索，断层上盘为蚕闪长岩，下盘防为志留系片岩可夹砂岩，根据表突涌水压力高惰、水量大，分和析地下水类型谁主要为受断层泥影响的接触带激层间水，富水洪带呈条带状分枯布。渐⑵筋根据涌水段水状压水量观测及稀连通试验，说能明岩体节理裂棉隙连通性好宇，沫鹿地下水补给来滥源充分等特点民。械⑶易超前探孔资料牌分析煤[邪3尘]总衣地下水主要分麻布在以节理密锻集带形式为主庄的岩体中，局你部裂隙发育较口宽，含水体倾豪向小里程方向教，总体走向与将节理延伸方向存一致，相对隔歌水体分布明显右。故⑷蓬地面物探资料傻分析勿[你4麦]偷爬突涌水段呈条罚带状，物性异惕常带宽度约党300m箱，主要地下水币富集带宽度约秆10递9信m闸，根据超前探懒孔分析，存在票一个有压水界鼓面，与掌子面顶夹角约绢200用，倾向小里程狸方向。地下水撕主要以岩体静暑储量水为主，摸受表层风化裂课隙水补给及沟生谷汇水影响较案大。周推断结果见图雕4单。钉图教4越怖推断结果示意桥图成2渣.2缓突涌水段水量今预测介DyK154朋+901颠掌子面出现集瘦中涌水经过一耍定时间的排泄萍，地下水径流矩根据经验判断纵应以排泄地下市水动储量水为的主，根据掌子饰面超前水平钻懂孔、水压及水励量观测，采用课古德曼经验式遵、水压力法及源水文地质比拟殿法进行最大涌浓水量估算，综喉合分析预测各胡隧道突涌水段曲的正常涌水量词为豪1.政6望万扭m3/d两，可能出现的渐最大涌水量粮3.浇2瓶万鞋m3/d唱，滞后施工最亦大涌水量离1.92彼万政m3/d涝(糟由于隧道含水舟体连通性较好剂，粘最大涌水量考伤虑左、右线隧曾道施工前后揭坡露含水体时间沸的差异，通过男干扰排水计田算狸)幻。3处治方案亡出口左、右线坡掌子面出现较说大涌水后，加敏剧了否xxx界隧道的工期压逃力。初扯根据舒2012目年馆6即月到21滚～矛22古日，召开帐的扁“览xxx链隧道斜井工区婚高压富水段施冠工方案论证钉会格”练专家意见，采妥用盈“剪注浆减排、排察水降醒压怖”穿的原则处理富淡水段。茶施工时，采用图顶水注浆方式骡处理局部出现顾的水量和水压概较大的集中涌滔水鼠（注浆方案见陷图专隙5傻），利用迂回杀导洞顺坡排除钱洞内涌水汤[溜5枪]卡。柴图夺右5赠参集中出水点顶汤水注浆示意图株3壮.需1奇降压泄水方式槐注浆前，在掌得子面附近左上设、左下、右上颂、右下，各布托设付2姑个泄水孔，为蕉减少施工中的迹干扰，泄水孔拼施工尽量避开吃注浆加固圈，执开孔里程可设线置在掌子面后勇方音5端～衣10m起仁范围内，现场倾根据施工条件液确定开孔里程折；终孔位于开啄挖轮零农廓线外紫10m风（加固圈范围挤外脸2m则）；茄注浆时，采等用按“兰注浆局域划分耐，对角泄水降蛮压养”乘的原则。即对昆左上部位注浆诚时，右下部位雾泄水；加大注彻浆、泄水孔空陆间距离，减少恋串浆几率。断3.2截超前注浆回⑴泻注浆范围嗽[剖6倾]霜注浆加固范围通确定为开挖轮珠廓线外谊8m箭,习每循环葡30m桨（第一循环含催4m扇止浆墙），开抱挖时预留陵8m静作为止浆岩盘妖；根据注浆过唇程中钻孔探测练的富水区域、惠岩性特征迫,呜有针对性的增姿设注浆孔强化另富水区域注浆魄,笛方案布置见擦图朽6启。何图膀届6蛾湾帷幕注浆示意味图织⑵邪注浆参数张（见住表委1姜）狗为停确定注浆参数谢、注浆材料及鲜配比歼，先进行注浆廉试验。颠注浆试验孔设各计在隧道掌子竖面左侧，共威计致9闹个孔，纵向长捕度为丙3物0直米员（含止浆墙）裙。其到中戏S牧1杏、灯S委4粉、精S击9朵三个注浆孔作蒜为地质探孔一暴次性钻至设计侦深度，探出前接方地质情况，凑后实施注浆凳；什S诞2柿、茄S西3狼、沟S谜5霉、宜S还6瞎、宜S啊7阳、松S铲8冲六孔采用前进始式分段织钻孔注浆疫。咱注浆设计参数恢表木品婚赔淹表虚壶1敲序号忽参数名称责参数值访备难 螺注秋1刘纵向加固段长攀30m闪不含止浆墙伤2列横向加固范围柏工作面及开挖构轮廓线外尤8m丑3伍浆液扩散半径辅2.0m玉4并注浆速度母5膝～斜110L/福min猫5胡注浆终压怖6旨～前8MPa挣施工时可调整淡6光终孔间距铜≤打3.0m剪7铃设计注浆量邻Q=A州n饼α篇(1亏+踏β轮)价充填率各n挡α迁(1肺+谣β金)具按副2%娘取值样8牌注浆方式阶前进式分段注姑浆结合孔底注进浆坊分段长度根据每涌水量调整祥9垦钻孔越拐数量畅注浆孔丙93也个桌出水重点区域拢可补孔瑞探孔兼注浆孔崖6授C3右、货C6详、忧C9南、偷C13谊、市C16聋、欢C19确检查孔寸根据现场情况每确定埋10避孔口管爽L=3m回，产φ洗108mm塑，壁厚品4mm⑶注浆材料四注浆材料采用活以普通水泥单卖液浆搏(怎简称长C钳浆信)悲为主，普通水遍泥耐-总水玻璃双液第梯浆危(好简称推C-S炭浆摔)代为辅，如以上茂材料注浆效果侧不好时，可考慰虑硫铝酸盐水匀泥单液浆（简共称央AL怀浆）进行试验忘[叨5股]停。注浆材料配杜比如表零2纳所示。敏浆液配比参数粥表槽敌简厨惕劳表象白2葵序号诞名那 初称堵配比拣偏数闲水灰比示体积比垫水玻洋足浓度来1谎普通匆歌泥办畏液浆套冈惠扁=脉洞0.戴吸～锦1董死1肃2廊普通尿昨泥锅磁水玻很骄双谊刊浆耕蝇句款=筑岗0.毒亿～斥1剪融1摧C容纺S逢焦1版仅1落～蛛0.3)毁3碎0羊～旅3菜羞B测e壮’鹿3见硫铝后乡盐践赴泥钉勇液浆灶射历A加著=葵桶0.6这误1划裂1海注：委根据前期注浆欢试验，制定现居场各种浆液的谊使用原则：罩①趋初始注浆时采卧用普通水泥单烈液浆进行注浆惑，当泄水孔出钓现串浆时，采然用普通水泥践-岛水玻璃双液浆腹进行封堵；春②唱如普通水泥卵-顾水玻璃双液浆听可以封堵串浆难，改用普通水样泥单液浆继续虑进行注浆；骆③现当注浆压力高煤于庸3MPa掀时采用硫铝酸罗盐单液浆注浆来至设计终孔压沃力。⑷注浆顺序赤①屿注浆总体采暴用过“逗由外到内、由话上到下、间隔晶跳税孔睡”深的施工原则；吼②辅施工中先施作歉右下部位泄水即孔，对左上部宅位进行注浆；鉴其次施做左下厘部位泄水孔，股对右上部位进侮行注浆；再按张以上顺序施做杀左下和右下注度浆孔订。⑸钻孔工艺烂①衔测量放线：定升出隧道中线及铺法线，根据方狭案中孔位布置溜在止浆墙上用举射钉标出钻孔麦位置，钻机就完位后，测量钻西杆方向，保证榨钻孔立体位置繁控制与设计基稼本相吻合，确括保注浆质量。镜②断先用钻机开深霞2.8m坐，直径许Φ抢130mm质的钻孔，安设包固结衔3m柄长亿Φ咸108mm颠孔口管。渡③乖通过孔口管钻候设从Φ拿90mm子注浆孔，钻到跃5m酬深时开始实施抗注浆作业。葬④住根据高压富水岭地段的实际情山况，拟采取前迁进式分段注浆绣工艺进行钻孔熊注浆施工，注朗浆分段长度根灌据钻孔涌水量弱和地层破碎程驶度控制。售⑤喜若钻孔过程中把遇到较大突涌暗水，则应立即晃停止钻孔进行扯注浆。谣产超前预注浆工泥艺流程如图牲7蓝所示。不好不好前进式分段注浆不好不好前进式分段注浆测量放线、标注钻孔位置钻机及平台车就位固定钻孔方向确定钻Φ130钻孔至2.8m深度安设3mΦ108孔口管配制浆液补孔注浆钻设Φ90钻孔3～5m第一分段长度注浆第二个分段长度钻孔第二分段长度注浆…好继续注浆结束该孔钻孔注浆施工效果检查好结束整体注浆效果检查配制浆液筛图重沃7掘池超前预钻孔注爹浆工艺流程图柔⑹周注浆结束标准单①句单孔注浆结束项标准沿单孔注浆结束脆标准以定量定绩压相结合的方肚式控制。定量乏标准：当注浆爽量达到设计注连浆量的滤1.5王～案2浇倍，压力仍然屡不上升，可采府取双液注浆等址措施结束该孔斧注浆；定压标塔准：注浆过程香中，压力逐渐历上升，流量逐板渐下降，当注蛾浆压力达到设婶计注浆压力士8托～谅10MPa举并维持友5魄～肿30min针可结束该孔注制浆。脱②厚全段结束标准韵A灾设计的所有注搅浆孔均达到注胀浆结束标准，察无漏注现象。肆B惧按总注浆孔的类5俯～嫁10%指设计检查孔，屿检查孔满足设惨计要求喜。猪⑺量效果检查及评害定顿注浆效果评定份是决策开挖施多工方案的依据驶。岁①识根据现场钻孔顾所揭示的地质科状况，注浆结璃束后，可采取肝分析法即结合壁注浆过程中严P-Q-t同曲线分析及反味算注浆后地层态的浆液填充率粗判断注浆效果珠。怎②侄选择可能出现郑的薄弱环节进屠行钻孔检查，四检查孔钻深应梳穿越裂隙地段拳，检查孔涌水垫量小于钥2L/显m您•竞min府。在若达不到注浆局效果应进行补极孔注浆，检查孙孔位置根据现巨场钻孔注浆情趴况胁确定登。⑻泄压孔施工猛注浆结束后，慧注浆堵水效果利达到预期的目灭的，开挖施工也进行泄压孔施药工，泄压孔纵晓向长度与注浆劳长度一致（厅30m怖），径向在开洋挖轮廓线外（罩10m揭），预左、右宣各设计渗1演个，根据现场姐实际情况，可烤适当增设泄压佩孔。撕3擦.虾2滔富水段加强设亮计最⑴顾泄水洞命[涨5懒]悟根据富水段水叫压特性，该段争落二次衬砌可伐能会承受较高仪的水压，因此踪待正洞施工通咳过后，考虑在诸两隧道中间增满设一段泄水洞杏，起讫里程棚待DK148+帐771联～郑+901供，辅助正洞泄饲水、降压，拟触定泄水洞断面光内净空尺寸为凭2.8m×3码.6m除（牌宽跟×群高）。断泄水洞断面见济图牢8颤，丰泄水洞与正洞女横断面关系瓣见鸣图词9置。天经真求被孕装图买8偏棵泄水洞断面图慨图起资9管史泄水洞与正洞凉横断面关系图半⑵饲衬砌防排水抖[糟6堪]默隧道拱墙初期萄支护与二次衬纸砌之间设置喊EVA专防水板及剩PVC本毛细排水板，姻二次衬砌背后萍环向设置拱墙题环向设肌Φ幸50HDPE丝透水盲管，间蔽距元6m颠；纵向透水盲帆沟直径由原设当计验φ勿75斗调整至倒φ到100靠，分段长度驳12m墙，环向和纵向蛇盲管各自由苍边墙进水孔引粮入侧沟；馆为保证纵向盲虚管水顺畅的引淘入侧沟，增加递边墙进水孔，恭孔径智φ苹100巩，间距棕3m坛。施工时保护勤好排水盲管，介防止堵塞。⑶衬砌结构数通过设置泄水鸡洞集中排水及则隧道结构自身席排水系统后，扒正洞按承受次1MPa爆外水压力进行月设计，衬砌设欺计为暖70cm友厚药C35膀钢筋混凝土，槐初期支护采用治30cm屯厚贤C25寨喷混凝土，工申22b姥型钢加强支护尘。情4都势注浆咸效果评价目试验注浆结束贪后，分别采用伐涌水量分析法伤和堵水率分析踪法检查注浆效脏果。注浆灭依次分为三个剑阶段：测压及遭探孔、泄水状甲态注浆、静水师状态下注浆；睡随着注浆的进宅行，掌子面孔乌涌水量随注浆秤进行，涌水量察逐渐变小，涌喊水量随时间的级效应变化如图桌10便所示，尤其是摘在顶水注浆施旅工后，重扫前悄期钻孔，孔内烦涌水量明显减蚀小，表明随着舅注浆的进行大滤的宽张裂隙已休被封堵，达到事一定的堵水效毛果。菌图武10论胆掌子面孔涌水克量随时间的变排化效应图俗对施工过程三灰个不同阶段钻压孔中最大涌水坝量进行统计分斧析各阶段的堵嫩水率如仅表艘3告所示。龟注浆堵水率属桶技寒榆表桐3默施工时间段堵单孔平均最大勤水量味（抚m宽3左/案h拦）凳施工注浆孔数蜜（个）礼堵水率卵（招%乘）蒜泄水状态注浆哲前怠177喘6饲钞-辟泄水状态下注艰浆后应154罚6队13%骂顶水状态下注拜浆后眼40爸6鸟74.00%朵从表可以看出搞，设对叛6轧个试验注浆前葡后对比分析，波在泄水状态下豆进行钻孔，平职均涌水量达到聪177m拆3乎/分h换，随着泄水状秆态下注浆的进惠行，掌子面涌碑水孔水量有减绪小，但不是很馒明显在，堵水曲率只达失到明13听%哈。随着顶水注么浆的进行，孔付内涌水量明显返减少，顶水状苏态下注浆，单耗孔平均涌水量卵减小至卸40m肾3鲜/邻h由，堵水达滋到考77课%织，达到了较好茫的堵水效果。5结束语胜轻xxx板隧道特大高压幅涌水段有很大弱的特殊性，闻通过扬对涌水性质的弹准确把握，并或制定与之对应篇的施明工方案，施工魂进行