浅析隧道涌水综合治理方案

一、工程地质概况

喀喇昆仑公路改建工程G1合同段路桥2#隧道位于帕米尔高原腹地，区内山峦叠嶂，峡谷深切，河流湍急，雪峰林立，地貌以高山峡谷为主，隧址区属断褶侵蚀剥蚀高山区。

隧址区发育的地层主要有：第四系松散岩类。隧址区地层为单斜构造，岩层产状为35°∠32°、18°∠27°褶皱构造不发育，隧址区内的主要构造类型为断层和节理裂隙。隧址区主要不良地址现象为断层破碎带，断层破碎带内岩石破碎，节理裂隙发育，地下水相对集中，对隧道围岩的稳定性有较大影响。

路桥2#隧道K656+090～K656+610段围岩受区域构造影响，地下水丰富，并具有承压性，隧道围岩裂隙发育，自2012年7月起，我部多次以文件和联系单的形式上报，2013年1月，业主、驻地办、总监办及设计院专家也多次到现场进行勘察。2013年1月25日，经项目办召集各方论证后同意将K656+090～K656+610段作为设计变更试验段，全隧道中央水沟调整为φ50cm，边墙脚纵向排水管调整为φ160mm（壁厚5mm）PVC塑料管，该段横向排水管调整为φ100mm，半圆管调整为φ100mm，间距5m/道，并根据实际情况酌情调整。在初期支护过程中，应改善喷射混凝土工艺，加大速凝剂用量，并在主裂缝处不喷射混凝土，让水流能集中主裂缝处，然后通过半圆管引入边墙脚纵向排水管。

二、施工组织方案 1、注浆材料与浆液配合比

水泥水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂（水泥浆要求：W/C=1：1；水玻璃要求：模数m=2.4～3.4，浓度B=35e′），两者按1：1的比例采用双液方式注入，加入2%缓凝剂（磷酸氢二钠）所形成的一种用途极其广泛、使用效果良好的注浆材料。它具有以下优点：

a.可以调节胶凝时间；

b.结石体抗压强度高，可达到5～20Mpa（后期强度由于水玻璃的作用易降低）；

c.不会产生固化收缩而形成空隙，有利于保持胶凝体与岩体的胶结和挤压作用；

d.浆液结石率为100%，结石体渗透系数10-3cm/s，抗渗性能好； e.浆液在流散过程中，发生的化学反应产生大量水化热，将促使岩体含水量降低，强度和自稳性则是因此提高。

根据注浆对浆液凝胶时间的要求，通过调整不同浆液配合比，水泥水玻璃浆液胶凝时间可以为几十秒钟～十几分钟，具体技术参数详见设计图纸。

2、注浆设备 a. 定位

用全站仪准确放出隧道开挖轮廓线，在轮廓线外侧打设超前管孔位，布设范围在起拱线以上。

b. 钻孔

在满足设计要求的前提下，施工中采用YT28型凿岩机不少于6台，进行钻孔作业，采用70mm钻头钻孔，钻孔时，钻机的气腿落于台车稳定处，不得悬空，开始钻孔时，低压慢转，确保钻机的稳定性。

c. 钢花管制作

严格采用试验合格并批复使用的φ50×5 mm钢管制作，注浆管在前端4.5m范围内打花孔，管身采用φ6mm的钻床打注浆孔，注浆孔纵向间距为15cm，呈梅花形布置，尾部0.5m不打孔。钢花管尾端10cm处设置φ8 加劲箍，在钢管尾部加丝扣，用于连接止浆阀和注浆管。

d. 鋼花管安装

每个孔位打至设计深度后立即下管，钢花管由人工辅助机械送入。钢管到位后，采用锚固剂或水玻璃和水泥封口，以防注浆时冒浆。

e. 搅拌机

采用与双液注浆机配套的灰浆拌和机以满足正常的施工要求，搅拌后的浆液均匀，一次搅拌量为0.125m3，现场循环搅拌施作，以保证注浆施工的连续性。

f. 注浆

采用水泥水玻璃双液注浆机1台，注浆时注浆压力控制在初压1.0～2.0MPa，在注浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高后增压至3.MPa。当注浆压力不低于3.0MPa，稳定5S时可作为注浆孔施工的结束标准。

4、径向注浆导管施工

在每循环开挖初喷后，围岩仍存在涌水或渗漏现象的应进行径向注浆导管施工。其施工的基本方法与超前注浆导管相同，拟定打设间距@1.0m×1.0m，注意事项如下：

a.导管与中空注浆锚杆方向 b.注浆压力 c.孔位

5、施工期间洞内排水 1）掌子面排水

在掌子面集中涌水部位（前期：掌子面左侧偏上位置；后期：掌子面右侧拱腰处）施打泄水孔，集中超前预排水，减小裂隙水及孔隙水压力，减少掌子面涌水，改善工人作业环境，保证施工安全.

2） 拱部及边墙排水

拱部及边墙涌水量较大，初支困难部位在施工阶段先采用预留排水管引排水至边墙。因我部采用设计中\"以堵为主，堵排结合\"的方案， 超前注浆导管及径向注浆导管施工后，局部渗漏水部位，再通过敷设Φ100半圆排水管引排至边墙底部纵向排水沟位置.。

3） 路面整修及排水

每次开挖支护施工后，清除洞内存留的淤泥，使用洞渣在洞内路面坑洼处铺填整平，尽量设置横坡，横坡方向：向路线方向右侧放坡，坡度5%，使洞内水顺横坡引排至右侧集水沟槽，汇至集水坑，确保洞内不积水。

4） 集水坑设置

因前期涌水量相对较小，于YK157+420处布设一临时水坑，现已在YK157+400、YK157+350断面位置的路线方向右侧设置集水坑，逐级排水。

5） 排水沟槽设置

集水坑与集水坑、集水坑与掌子面之间挖设排水沟槽。沟槽尺寸：80×40cm2 在两集水坑间的沟槽由两坑连线中点向两侧设置2%的纵坡（整体如锯齿型街沟）以保证路面横坡排水及时汇集至集水坑。及时排至洞外。

6） 洞外排水

为保证施工场地干爽清洁，我部在右洞洞口右前方YK157+582附近设一集水坑。集水坑沿山体开挖坡面布设，平均长度3.0m，宽2.0m，最深处4.0m。在其背离山体一侧埋设Φ50cm的涵管，沿行车方向，与隧道洞轴线成30°交角，并以10°下倾。以顺利排除水坑中积水。

7） 仰拱施工后洞内排水

当洞内仰拱施工超过100米时，在仰拱中心的中央排水管预留沟槽中，从洞口往洞内每隔100米设置一道拦水墙，洞内排水可先抽排至中央预留沟槽中，根据每段沟槽储存水量情况，逐段向洞外抽排，没有施工仰拱段仍然按照50米设置一集水坑，逐级排至设有拦水墙的中央沟槽中。