隧道涌突水防治措施

隧道涌突水防治措施

1 涌突水处治

坚持“超前预报、以堵为主、堵排结合、限量排放”的原则，对大的涌突水进行注浆封堵，对小型涌水进行排放，避免地下水大量流失。

1) 超前地质预报

以工程地质综合分析为核心，直接探测与间接探测相结合，现场量测与室内分析相结合，由初步探测到详细探测，必要时采用超前钻孔予以验证。制定详尽的超前预报方案。

2) 预注浆措施及段落

根据富水程度可采取全断面周边预注浆、周边预注浆、开挖后注浆等注浆方式，注浆材料可采用纯水泥浆、水泥水玻璃双液浆等。对风险高、风险较高的段落进行预注浆。风险一般的段落进行开挖后注浆。同时加强结构支护措施。

2 注浆方案设计

1) 全断面深孔预注浆方案

图1 全断面深孔预注浆设计图（单位：cm）

(1) 适用条件

①大型溶洞软塑充填物；

②厚度较大的软塑状富水断层破碎带，岩体结构为散体状结构，岩体完整程度为极破碎。

在确定实施前，应在超前地质预报（物探）指引下钻3～5 个超前钻孔以探明地下水发育情况、岩体结构类型、围岩含水情况或者溶洞、溶穴的方位、规模等地质概况。各探水孔至少应有三孔出水，且单孔出水量均大于2m3/h，探水孔总流量大于20m3/h。最终是否实施预注浆应结合物探结果、探水孔水量及围岩条件等综合判断。

(2) 注浆加固范围

注浆加固范围为开挖轮廓线外6m，注浆段一般长30～50m，设计暂按40m 考虑，分四段实施，第一段长13m，第二段长19m，第三段长28m，第四段长40m，一个注浆段完

成后留5m 不开挖作为下一注浆段的止浆岩段。

(3) 注浆孔布置

注浆孔布置由工作面向开挖方向呈伞形辐射状，钻孔布置成数圈，内外圈按梅花形排列，并采用长短孔相结合，以达到注浆充分、不留死角为目的，浆液扩散半径2m，孔底间距不大于3m，孔径φ110mm。

(4) 注浆材料

水泥-水玻璃双液浆，浆液浓度应根据岩体条件加以调整；初拟如下：C:S=1:(0.6～1.0)(体积比），水泥浆水灰比0.8:1～1:1，水泥采用42.5 普通硅酸盐水泥，水玻璃模数2.8，水玻璃浓度35°Be'（波美度）。

(5) 注浆顺序

先外圈后内圈，同一圈先上部孔后下部孔、间隔跳孔，逐渐加密，先注无水区，后注有水区，钻一孔注一孔。

(6) 注浆工艺

根据成孔情况采用分段前进式或分段后退式（跟管钻进）注浆，分段长度宜为3～5m，最大不超过8m，各注浆段之间设止浆塞。

(7) 注浆压力

静水压力+0.5～1.5MPa，采用纯压式灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上，压力值取压力表指针摆动的中值，压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20%，摆动幅度应做记录。

(8) 注浆结束标准

第一序孔按注浆量进行控制，注浆量达到或接近预估注浆量可结束本孔注浆；第二序孔按注浆压力进行控制，注浆压力达到设计压力，注浆量逐渐减少，最终小于1L/min·m，并维持10min 以上，可结束本孔注浆。

(9) 注浆效果检查

应在注浆结束7d 后进行，钻检查孔取芯，观察浆液充填情况，要求浆液充填饱满且固结体抗压强度大于0.3MPa，检查孔数量应不少于注浆孔数量的4％（或5 孔）,同时进行5 点法压水试验，要求透水率不大于2Lu，孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格，否则应加密钻孔注浆。

2) 周边深孔预注浆方案

图2 周边深孔预注浆设计图（单位：cm）

(1) 适用条件

① 厚度较小的富水断层破碎带、构造破碎带，一次注浆可以穿越富水地段；

② 虽然可能发生大、特大型涌水，但围岩稳定性较好的地段，如岩质较好的断层破碎带、不同岩性接触带等。

在确定实施前，应在超前地质预报（物探）指引下钻3～5 个超前钻孔探明地下水发育情况、岩体完整程度等地质概况，各探水孔至少应有三孔出水，且单孔出水量均大于2m3/h，探水孔总流量大于20m3/h。最终是否实施预注浆应结合物探结果、探水孔水量及围岩条件等综合判断。

(2) 注浆加固范围

为开挖轮廓线外6m，注浆段一般长30～50m，设计暂按40m 考虑，分四段实施，第一段长13m，第二段长19m，第三段长28m，第四段长40m，一个注浆段完成后留5m 不开挖作为下一注浆段的止浆岩段。

(3) 注浆孔布置

由工作面向开挖方向呈伞形辐射状，钻孔布置成数圈，内外圈按梅花形排列，并采用长短孔相结合，以达到注浆充分、不留死角为目的，浆液扩散半径2m，，孔底间距不大于3m，孔径φ110mm。

(4) 注浆材料

为水泥-水玻璃双液浆，浆液浓度应根据岩体条件加以调整；初拟如下：C:S=1:(0.6～1.0)(体积比），水泥浆水灰比0.8:1～1:1，水泥采用42.5 普通硅酸盐水泥，水玻璃模数2.8，水玻璃浓度35°Be'（波美度）。

(5) 注浆顺序

先外圈后内圈，同一圈先上部孔后下部孔、间隔跳孔，逐渐加密，先注无水区，后注有水区，钻一孔注一孔。

(6) 注浆工艺

根据成孔情况采用分段前进式或分段后退式（跟管钻进）注浆，分段长度宜为5～6m，最大不超过10m，各注浆段之间设止浆塞。

(7) 注浆压力

静水压力+0.5～1.5MPa，采用纯压式灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上，压力读数读压力表指针摆动的中值，压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20%，摆动幅度应做记录。

(8) 注浆结束标准

第一序孔按注浆量进行控制，注浆量达到或接近预估注浆量可结束本孔注浆；第二序孔按注浆压力进行控制，注浆压力达到设计压力，注浆量逐渐减少，最终小于1L/min·m，

并维持10min 以上，可结束本孔注浆。

(9) 注浆效果检查

应在注浆结束7d 后进行，检查孔数量应不少于注浆孔数量的3％(或3 孔),采用5 点法压水试验，要求透水率不大于2Lu，孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格，否则应加密钻孔注浆。

3）开挖后周边注浆方案

图3 开挖后周边注浆设计图（单位：cm）

(1) 适用条件

经超前地质预报无突水、突泥危险，可能发生中型涌水但围岩稳定性较好的一般IV、V 级围岩地段，裂隙发育，开挖后洞壁呈大面积渗水、淋水状；

(2) 注浆加固范围

有效加固范围为隧道开挖轮廓线外3.5m，采用φ42 小导管作为注浆管并加固围岩，单根长3.0m，间排距100cm，径向布设，梅花型布置。

(3) 注浆材料

以堵水为主时采用水泥-水玻璃双液浆，C:S=1:(0.4～0.6)(体积比），水泥浆水灰比0.8:1～1:1，水泥采用42.5 普通硅酸盐水泥，水玻璃模数2.8，水玻璃浓度35°Be'；以加固围岩为主时采用纯水泥浆。

(4) 注浆顺序

对于一个注浆段，从两边到中间，分两序隔排施作，对于同一排孔按由上到下的顺序进行。

(5) 注浆工艺

一般情况下均采用全孔一次注浆，当成孔性差时应分两段采用前进式注浆。

(6) 注浆压力

1.0MPa，采用纯压式灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上。压力读数读压力表指针摆动的中值，压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20%，摆动幅度宜做记录。

(7) 注浆结束标准

第一序孔按注浆量进行控制，注浆量达到或接近预估注浆量可结束本孔注浆；第二序

孔按注浆压力进行控制，注浆压力达到设计压力，注浆量逐渐减少，最终小于1L/min·m，并维持10min 以上，可结束本孔注浆。

(8) 注浆效果检查

应在注浆结束7d 后进行，采用单点压水试验,检查孔数量应不少于注浆孔数量的2％,要求透水率不大于2Lu，孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格，否则应加密钻孔注浆。