中梁山隧道涌水治理探讨.docVIP

中梁山隧道涌水综合治理技术研究 李金求 （，，）本段属低山槽谷地貌，地面高程482～543m左右，地势西高东低，高差60余米，坡角7～10°，土层厚约2～8m，厚者可达10米以上（如余家湾水库）；最低点为余家湾水库（岩溶发育点）。下伏基岩主要为嘉陵江组，部分为雷口坡组地层，地层产状277° 58°，节理裂隙不发育～较发育，层理发育，层间结合一般～好；岩性以碳酸盐岩为主，偶夹泥质岩类。地表的溶蚀漏斗多出现在嘉陵江组2、3、4段，而岩溶凹槽、暗河等一般发育在嘉陵江组1段；据当地老百姓讲述，西侧岩溶漏斗的水通过暗河向槽谷低凹区排泄，低凹区还存在各自独立岩溶地下水体（如余奎取水井与余家湾水库两者没有水力联系）。根据岩性相同，岩溶对称发育的一般规律，西翼亦应发育有多层溶洞，建议详勘时增加西槽谷物探工作。根据地下水漏失情况分析，西槽谷发育的岩溶与深部岩溶的水力联系较小。围岩级别级，自稳性较好。级级.1 物探先行，钻探验证 在隧道涌水工程治理中，精确掌控含水构造的空间位置与展布规律是工程治理的关键因素。传统的完全依赖钻探方法进行探查，需要耗费大量的人力物力，甚至延误工期。通过采用物探与钻探相结合的方式，能够实现地层信息提取、含水构造空间提取等关键问题。通过物探方法确定含水构造的空间规模与近似空间位置；通过钻探验证进行岩组岩性的判别，进行水量与水压观测。通过物探与钻探结合的方法，能够大幅度改善钻探注浆的施工盲目性，提高钻工利用率。 在涌水治理效果检测过程中，过多的钻探检测会对围岩完整性（或注浆结石加固体）造成破坏，检查钻孔的处理也需要一定的经济投入；本项目将通过物探对治理目标段全面进行无损检测，并在关键部位钻探取芯验证，达到注浆效果检查的目的。 3.2帷幕止水、分区治理 两段帷幕：为防止灰岩角砾岩破碎带涌水封堵后，涌水向治理段两侧转移，对已施工二次衬砌段造成涌水危害，因此治理前应在K26+852~862、K26+740~750施工共两段止水帷幕墙。 分区治理原则：即按照工程区域内不同水文地质条件、不同水源来向、不同涌水类型进行分区，对于不同区段针对性的采用不同工程措施进行涌水治理。本项目段将涌水区域分为两部分，即灰岩角砾岩涌水段与灰岩涌水段。灰岩涌水段又分为，股状涌水段与大面积淋水段。 图1 两端帷幕止水墙与分区治理示意图 3.3 堵排结合，以堵为主，集中可控排放 隧道长期涌水会产生破坏生态环境，导致施工条件恶化、威胁隧道运营期衬砌安全等问题，严重的甚至会诱发工程地质灾害。因此随着我国建设施工中的环境保护观念的加强，针对涌水多采用“以堵为主、堵排结合”的方法进行治理。既能对环境起到最大的保护作用，也能有效防止因涌水封堵造成的水压升高威胁衬砌稳定性的问题，保障隧道施工和运营期的安全。集中可控排放指在实现本项目注浆堵水目标基础上，将涌水尽可能的集中排放，减少防水板的与衬砌预留排水管的施工阻力，同时也可改善隧道施工环境。 4 隧道涌水综合治理技术路线图 图2 中梁山隧道涌水综合治理技术路线图 5 分区治理方案 5.1灰岩角砾岩破碎带治理方案 1）深部帷幕截流孔布置 在隧道开挖过程中，隧道拱顶侧壁发生涌水，底板存在脉状涌水。顶板涌水量较大，底板涌水量较小。围岩较为破碎，导水性强，钻探过程中可能存在卡钻埋钻等情况，在孔口管封闭中需要特别注意孔口管的封闭深度与强度。 经过工程水位地质勘查资料分析，并结合隧道开挖过程中掌子面揭露涌水情况，认为隧道桩号K26+740~K26+802段及其周边涌水可能均为该破碎带导通至隧道，该破碎带为本段涌水的主要水源，次要水源为灰岩发育的岩溶裂隙管道水。 针对该段灰岩角砾岩破碎带涌水治理，方案采用先期施工帷幕截流深孔，对该角砾岩破碎带进行全面渗透固结注浆。钻孔布置两视图与三维图如下： 图3 深部帷幕孔布置图 图4 A-A钻孔投影图 图5 B-B钻孔投影图 深部帷幕截流孔设计孔底间距为20m，以隧道中心为中心，向四周均匀发散，为提高注浆钻孔效果，依据灰岩角砾岩段产状，深部帷幕截流钻孔在大里程方向由底板向下；在小里程方向由顶板向上，隧道侧壁发散钻孔将依据施工条件灵活调整。深孔注浆孔采用Φ108mm钻头开孔，安装8~10m孔口管，采用孔口管内注浆返浆的方法进行孔口管封闭，孔口管封闭完成后采用Φ75mm钻进至终孔。 图6 帷幕注浆孔三维示意图 2）浅层注浆孔布置 由于该段围岩较为破碎，在深孔注浆封堵后，可能会导致水压升高，对围岩安全稳定性造成影响；同时深孔注浆封堵，浆液可能串行至隧道衬砌背后威胁衬砌稳定性；由于该段为上下台阶法开挖施工，隧道衬砌上下台阶结合部位本身较为薄弱，可能无法承受注浆压力与水压力，因此在涌水完全封堵前必须进行该段的浅层加固注浆。浅层注浆孔平面布置图、剖面图与如下： 图7 浅层加固注浆孔示意图 5.2 底板涌