[教育]巖溶隧道防排水概述

1、巖溶隧道防排水概述,,溶洞的概念,溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結(jié)果，石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。由于石灰?guī)r層各部分含石灰質(zhì)多少不同，被侵蝕的程度不同，就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態(tài)、陡峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。,巖溶對隧道的影響,1）隧道圍巖中溶洞的存在使得圍巖物理、力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，進而引起隧道地層剛度和應(yīng)力場的變化；（2）在隧道施工過程中，溶洞將使得隧道的施工力學(xué)動態(tài)更為

2、復(fù)雜，易造成圍巖中應(yīng)力的過度集中，隧道周邊變形量增加，并可能引起隧道開挖過程中局部圍巖的坍塌、掉塊，影響隧道施工，直接危及施工人員和機械設(shè)備的安全；（3）隧道圍巖范圍內(nèi)巖溶水的存在使得隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化，造成圍巖強度降低，滲透水壓力增加；（4）巖溶水最直接的表現(xiàn)在于其易造成隧道的涌水、突泥等；（5）因巖溶水滲透、結(jié)晶問題導(dǎo)致的隧道運營病害。,巖溶地下水對隧道工程的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：,（1）由于大量巖溶水的

3、存在，在隧道施工過程中可能出現(xiàn)涌水、突泥等災(zāi)害性事故；（2）隧道穿越巖溶區(qū)，隧道周圍地下水很豐富，給隧道防排水帶來困難；（3）巖溶地下水一般都具有侵蝕性，對隧道結(jié)構(gòu)、防排水工程等的侵蝕作用不可忽視；（4）處理后的隧道襯砌背后往往可能存在空洞等不密實現(xiàn)象，給隧道防水防凍和結(jié)構(gòu)安全埋下隱患。,巖溶地下水的處理原則,限量排放原則的優(yōu)缺點,限量排放原則相比其他兩種原則，施工難度小，對隧道結(jié)構(gòu)和防排水安全影響較小。同時又兼顧了隧道工程對自然

4、環(huán)境和周邊居民生產(chǎn)生活的影響。是目前常采用的巖溶隧道防排水原則。 但是，按“限量排放”原則來設(shè)計隧道，襯砌結(jié)構(gòu)受力和圍巖穩(wěn)定性影響是否需要考慮以及如何考慮外水荷載的作用等問題，現(xiàn)行規(guī)范基本上尚無這方面的理論和依據(jù)可用。因而，排放水的流量控制和外水荷載大小規(guī)律是工程設(shè)計急需解決的問題，尤其是對于巖溶地區(qū)的隧道修建則更成為防排水技術(shù)的難點，需要進一步進行深入研究。,穿越巖溶區(qū)隧道防排水的處理方法,“避、引、堵、越、繞”“避”

5、是指設(shè)計中對那些穿越困難，工程量過大的溶洞區(qū)，應(yīng)當(dāng)避開，不能避開時，應(yīng)以盡量大的角度穿越；“引”是指引流溶洞水，地下水給施工造成困難，溶洞水大量涌入坑道，會給施工帶來危害，引離溶洞水，要注意巖溶地區(qū)生活、生產(chǎn)用水不受影響；“堵”是指對于停止發(fā)育、無水溶洞，根據(jù)其位置及填充情況，用漿砌片石、干砌片石等堵塞封閉，必要時需壓漿或用混凝土填實；“越”是指對于不宜作堵塞處理的大溶洞，或者因溶洞充填松軟，不宜在充填物上作道路路基，或線路穿越溶

6、洞中暗河時，則需要修建橋梁工程跨越；“繞”是指處理難度極大，用迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，可使處理溶洞工程與前方隧道工程平行作業(yè)，不致延誤工期。,概述,在巖溶隧道施工中， 當(dāng)遭遇高壓富水充填溶洞時，采用全斷面帷幕注漿法進行注漿堵水加固。注漿法屬于隱蔽型工法，受地層不均一性、材料選擇、技術(shù)水平所影響，難免會出現(xiàn)注漿盲區(qū)，從而在注漿后隧道開挖過程中出現(xiàn)突水突泥， 造成危害。,釋能降壓法,針對高壓富水充填溶洞，采取有計劃、有目的的精確爆破揭穿，對溶洞

7、進行放水放泥放石，從而釋放溶洞內(nèi)所存儲的能量，以降低施工及運營過程中水土壓力對隧道形成影響，之后，通過配套處治措施完成溶洞處治， 這種方法稱為“釋能降壓法”。,釋能降壓法是在隧道出口突水突泥災(zāi)害發(fā)生后，過進口鉆孔放水、高位支洞放水、泄水洞放水等多個階段試驗基礎(chǔ)上，研究溶洞的泄水機理，從而提出的一套新的施工方法。,溶洞泄水機理（結(jié)合工程實例—本例為宜萬鐵路隧道）,巖溶隧道溶洞泄水是由于受巖溶水壓力作用，從而巖溶水通過鉆孔或掌子面釋放出來。

8、巖溶水壓力大小受地表降雨影響，與巖溶排泄基準(zhǔn)面排泄水能力有關(guān)（如圖 1），其相關(guān)性可表達為： P=f（Q+排, Q-排,Q 給) 式中： P 為水壓力；Q+排為隧道標(biāo)高以上與隧道存在連系的排泄基準(zhǔn)面排泄能力； Q-排為隧道標(biāo)高以下與隧道存在連系的排泄基準(zhǔn)面排泄能力； Q 給為地表降雨補給能力。,溶洞泄水機理,,溶洞泄水機理,隧道交叉巖溶時，揭穿巖溶后，隧道內(nèi)涌水量在地表降雨一定時間后 （稱為T 1） 開始增

9、大， 經(jīng)歷峰值，然后開始衰減， 直到經(jīng)歷一段時間后 （到達T2 時間點）穩(wěn)定為正常涌水量。在T 1→T2 時間段內(nèi)包絡(luò)面積為降雨引起的洞內(nèi)排水量。降雨量與洞內(nèi)排水量應(yīng)存在平衡關(guān)系。隧道內(nèi)巖溶受地表降雨影響引起洞內(nèi)涌水分突水型和正常型兩種。,,溶洞泄水機理,突水型曲線特征表現(xiàn)為：地表發(fā)生強降雨后，由于巖溶管道不暢通，溶洞內(nèi)降雨響應(yīng)后，首先表現(xiàn)為水壓力積聚，當(dāng)水壓力達到臨界壓力時，溶洞內(nèi)充填物無法抵抗水壓力，從而造成突水突泥突石，瞬時水量

10、達到峰值，短時間持續(xù)后，水量穩(wěn)定，突水使巖溶管道得到逐漸疏通。突水型峰值流量大，持續(xù)時間短。正常型曲線特征表現(xiàn)為：地表發(fā)生強降雨后，由于巖溶管道已得到疏通，因此，涌水量逐漸持續(xù)增大，到達峰值涌水持續(xù)一段時間后水量穩(wěn)定。正常型峰值流量不大，持續(xù)時間長。,溶洞泄水機理,工程實例分析,工程概況,宜萬鐵路馬鹿箐隧道全長 7879 m。 隧道為單面上坡，進口標(biāo)高 917.63m，出口標(biāo)高 1038.02m，坡度15.3‰。隧道最大埋深 660

11、m。在Ⅰ線左側(cè) 30m 處設(shè)長 7850 m 貫通平行導(dǎo)坑，復(fù)線階段擴挖成Ⅱ線正洞。隧道位于鄂西新華夏構(gòu)造金子山復(fù)向斜中四方洞向斜南東翼單斜地層， 如圖 3。四方洞向斜呈寬緩型，巖層傾角平緩，一般5°～15°，軸線方向總體為NE30°～60°。隧道穿越地層主要有泥盆系碎屑巖，二疊系、 三疊系下統(tǒng)大冶組和嘉陵江組灰?guī)r?！?78 高壓富水充填溶洞”穿越地層為 T1d 灰色厚至中厚層狀灰?guī)r。經(jīng)探測，溶洞

12、沿隧道縱向發(fā)育長度約 10 m，溶洞內(nèi)充填泥砂及塊石。 2006 年 1 月 21 日 ， 隧道 出口 平 導(dǎo) 施工 到PDK255+978 遭遇高壓富水充填溶洞，發(fā)生突水突泥災(zāi)害， 峰值最大涌水量約 300000 m 3/h， 持續(xù)約 10 min后，涌水量減弱至 300m 3/h。突水造成正洞多名作業(yè)人員遇難，估算突水總量約 180000 m3。,泄水過程及泄水機理分析,馬鹿箐隧道出口遭遇突水突泥災(zāi)害后，為確保隧道施

13、工和運營安全，在隧道進口平導(dǎo)左側(cè) 20m 處設(shè)置長 4689 m 泄水洞（1.5‰上坡） ，泄出“978 高壓富水充填溶洞”的巖溶水。在實現(xiàn)泄水過程中，經(jīng)歷了鉆孔泄水、泄水支洞泄水、泄水洞接通溶洞泄水、泄水洞接通溶洞后自泄水共 4 個泄水階段。,馬鹿箐隧道Ⅰ線、Ⅱ線、泄水支洞、泄水洞位置關(guān)系縱剖面圖：,馬鹿箐隧道Ⅰ線、Ⅱ線、泄水支洞、泄水洞位置關(guān)系平面圖,,馬鹿箐隧道 4 個泄水階段統(tǒng)計表,一、鉆孔泄水,泄水洞于 2006 年 7 月

14、3 日開始施工， 在泄水洞施工 至 XDK255+900 時 ，在泄水洞 掌子 面 和 平 PDK255+886 掌子面采取φ200 mm 鉆孔泄水。 泄水洞掌子面設(shè)置泄水孔 15 個，平導(dǎo)掌子面設(shè)置泄水孔 50個。泄水洞和平導(dǎo)掌子面泄水孔實施后，泄水期間，溶洞水水位由 1110m 下降至 1019m，但受暴雨期間地表水補給及鉆孔堵塞的影響，水位出現(xiàn)多次反復(fù)。,結(jié)論,a） 鉆孔泄水具有一定的泄水降壓作用， 但泄水能力有限

15、。地表降雨引起溶洞水量、水壓力增加，鉆孔泄水對溶洞可以達到一定的泄水降壓作用，但當(dāng)發(fā)生強降雨時，鉆孔泄水能力趨近于極值，很難滿足快速泄水降壓作用。同時，降雨總量與泄水峰值存在離散關(guān)系，因此，鉆孔泄水能力受溶洞充填物堵塞所影響。b） 降雨量疊加效應(yīng)對水量和水壓力產(chǎn)生影響。 由于鉆孔泄水能力有限，因此，通過鉆孔泄水很難在較短的時間內(nèi)將一次降雨所引起的水量、水壓力增加值降低，從而使泄水持續(xù)時間長。c） 巖溶水補給方式極其復(fù)雜。一方面，受降

16、雨量觀測點限制，難以準(zhǔn)確確定各匯水區(qū)域的降雨量； 另一方面， 存在別的排泄通道，巖溶的暢通與堵塞，影響著巖溶水的流向與流量。d） 鉆孔泄水存在極限排水能力。 降雨量小時， 峰值流量低，隨著降雨量的增大，峰值流量變大。e） 采用鉆孔泄水， 溶洞內(nèi)仍存在較大的水頭壓力。溶洞內(nèi)水壓力受地表降雨和洞內(nèi)鉆孔排水能力影響，由于鉆孔排水的局限性，當(dāng)強降雨后，盡管通過鉆孔排水，但隧道拱頂以上仍有 80～100 m 的水壓力，弱降雨時，水壓力為 20

17、～40 m，施工風(fēng)險仍然很大。,二、高位支洞泄水,為滿足溶洞處理需要，避免溶洞水位出現(xiàn)反復(fù)，確保隧道施工安全， 在泄水洞 XDK255+884 橫通道位置增設(shè)長 89m 的高位泄水支洞。泄水支洞起點里程XZDK255+877 ， 坑 底 標(biāo) 高 988m ， 終 點 里 程XZDK255+960， 坑底標(biāo)高 1016.8 m （位于隧道拱頂以上 16.5 m），縱坡 46%（61 m）、5%（28m）。 2007 年

18、11 月 23 日 ， 泄水 支 洞施工 至PDK255+960，揭示掌子面為軟塑狀黏土夾塊石溶洞充填物，充填物厚度不明，塊石直徑約 10～50 cm，黏土為黃褐色，塊石表面光滑，流水沖蝕痕跡明顯，泄水支洞邊墻及拱部為完整灰?guī)r。12 月 31 日，泄水支洞掌子面突發(fā)涌泥，涌泥量約75m3，涌泥長度 10 m。泄水支洞出現(xiàn)涌泥，考慮到泄水支洞坡度大，施工難度大， 施工風(fēng)險高， 因而未繼續(xù)向前施工。 隨即，對泄水支洞埋設(shè) 12 根φ200

19、 mm 泄水管泄水，采取混凝土封堵墻封閉。,結(jié)論,監(jiān)測期間降雨量很小， 泄水量也不大，由于高位泄水支洞受突泥影響采取了封堵預(yù)埋排水管措施進行處理，因此，泄水原理與鉆孔泄水基本一致。泄水后，溶洞內(nèi)水壓力仍穩(wěn)定在隧道拱頂以上 40 m。因此，同樣具有施工風(fēng)險。 馬鹿箐隧道高位泄水支洞在一定程度上起到了泄水降壓作用，但泄水方式只是過溶洞與充填物的層面進行排水，泄水能力難以達到完全釋放溶洞水壓力的作用，一般情況下水壓力仍為 0.

20、1 MPa 以上，從而使隧道施工具有一定的風(fēng)險。鑒于時處旱季，溶洞水源主要為動態(tài)補給水，水量小、水壓低，在平導(dǎo)泄水孔和泄水支洞正常泄水保持排水減壓條件下，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，確保在雨季來臨之前安全、快速進行泄水洞掘進，接通溶洞主管道，形成有效的排水能力，消除Ⅰ、Ⅱ線施工風(fēng)險。,三、泄水洞低位泄水,泄水洞接近溶洞后，采取 6 m 超長炮孔進行溶洞邊界鎖定，剩余 2.5m 時進行精確爆破揭開溶洞實現(xiàn)泄水。2008 年 3 月 31 日進行爆

21、破，揭示至里程XDK255+983， 溶洞右下角出現(xiàn)涌水， 4 月 2 日晚在掌子面補炮揭示至里程XDK255+985。 泄水洞接通溶洞低位泄水自 2008 年 2 月 23 日開始，到 4 月 9 日結(jié)束，共 47 d。泄水期間共降雨 90.8 mm，其中大暴雨 0 d、暴雨 0 d、大雨 0 d、中雨 5 d、小雨 5d、晴天 37d。,泄水洞接通溶洞期間， 鉆孔泄水、 高位支洞泄水、泄水洞接通溶洞泄水共同作用，實現(xiàn)

22、泄水功能。 泄水洞接通溶洞后，溶洞并未達到很大的泄水能力，受降雨影響，峰值泄水量 4000m 3/h左右，隧道拱頂以上水壓力仍維持在 20～40m 水頭壓力。,四、泄水洞接通溶洞后突水突泥突石自排水,馬鹿箐隧道泄水洞 2008 年 3 月 31 日接通后，， 4 月 10 日～11 日強降雨， 溶洞內(nèi)形成高水壓積聚， 誘發(fā)溶洞發(fā)生突水突泥突石，之后，伴隨地表強降雨，泄水洞多次發(fā)生突水突泥突石響應(yīng)。結(jié)論：a）

23、 可以將 2008 年 4 月 11 日發(fā)生突水突泥突石到泄水洞完全達到泄水目的時為止劃分為兩個階段：突水突泥突石階段和正常流水階段。b） 突水突泥突石時機具有不確定性。 根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 26 次突涌水過程中發(fā)生突水突泥突石 7 次， 正常流水 19 次。 分析發(fā)生的 7 次突水突泥突石， 降雨后到達突水突泥突石峰值流量的響應(yīng)時間為 4～52 h， 離散性很大，因此，很難通過理論分析掌握突水突泥突石的時機，突水突泥突石時機具有不確定性

24、。但根據(jù)馬鹿箐隧道多次突水突泥突石情況來看，一次不會產(chǎn)生多個峰值。,,結(jié)論,c） 利用地表降雨完成溶洞疏通需要多次。對于溶洞是否疏通的判斷既要對水文監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，又要選擇安全時間進洞觀察。d） 降雨量是誘發(fā)突水突泥突石的動力。一般降雨量大于 30 mm 才會誘發(fā)突水突泥突石。 同時， 降雨量越大，降雨強度越高，突水峰值流量也越大。e） 突水突泥突石持續(xù)時間短。 突水突泥持續(xù)時間短這主要是由于一旦溶洞被高壓水擊穿后造成突水突泥突石

25、，將會在很短時間內(nèi)完成能量釋放。持續(xù)時間一般不超過30min。f） 溶洞疏通后， 正常流水階段水文參數(shù)穩(wěn)定， 流水量與地表降雨直接產(chǎn)生響應(yīng)關(guān)系。峰值到達時間和涌水持續(xù)時間與單位時間降雨強度有關(guān)。,馬鹿箐隧道溶洞處理工程實例的重要結(jié)論,馬鹿箐隧道遭遇“978 高壓富水充填溶洞”突水突泥后，經(jīng)歷了鉆孔泄水、高位支洞泄水、泄水洞接通溶洞泄水、強降雨引起泄水洞突水突泥突石自排水四個泄水階段。自 2008 年 7 月 23 日，泄水洞已完全疏通

26、，保持正常泄水功能，同時也完成了溶洞的處理。分析馬鹿箐隧道溶洞泄水過程，可以得出如下結(jié)論。（1）鉆孔泄水在一定程度上具有泄水降壓作用，但由于鉆孔泄水僅僅是將溶洞層面水泄出，同時，受溶洞的不規(guī)則性影響很大，很難找到大的出水點，以滿足強泄水功能，并且，受降雨影響，溶洞充填物極其容易將鉆孔堵塞，使鉆孔泄水功能失效。因此，鉆孔泄水僅僅能在一定程度上滿足泄水作用，很難達到泄水降壓目的。 高位泄水支洞坡度大，在短距離內(nèi)接通隧道頂部溶洞，因此，一

27、旦施工中遇到充填物，施工風(fēng)險高，難以繼續(xù)施工，不得不將泄水支洞泄水調(diào)整為管道排水，從而使泄水能力受限。,馬鹿箐隧道溶洞處理工程實例的重要結(jié)論,泄水洞接通溶洞是釋放溶洞能量，達到泄水降壓最終目的的唯一途徑。泄水洞接通溶洞后，若溶洞充填介質(zhì)為粉質(zhì)黏性土或砂層，將極易達到快速泄水目的，但若充填塊石土或淤泥質(zhì)黏性土?xí)r，必須經(jīng)過地表強降雨來疏通巖溶管道。因此，建立溶洞水文監(jiān)測系統(tǒng)極其重要。利用地表降雨疏通溶洞，發(fā)生突水突泥突石時機具有不確定性，

28、并且需要多次， 因此，應(yīng)加強安全監(jiān)控和監(jiān)測水文數(shù)據(jù)分析。一般情況下，降雨量大于 30 mm 時才會誘發(fā)突水突泥突石。同時，降雨量越大，降雨強度越高，突水峰值流量也越大。溶洞疏通后，水文參數(shù)穩(wěn)定，流水量與地表降雨響應(yīng)關(guān)系明顯。,概述,在隧道施工中, 以往對巖溶水的處理方式會造成大量地下水的流失。據(jù)統(tǒng)計, 某些山嶺隧道排水,導(dǎo)致居民、 牲畜 飲水緊張。特 別是當(dāng)巖溶水 CO3-等含量增高時, 水的流通將給隧道結(jié)構(gòu)帶來極大的侵蝕作用, 影響隧

29、道的使用壽命。 巖溶堆積物因地下水的流動而坍塌下沉改變洞穴周邊的應(yīng)力分布形態(tài), 影響隧道的穩(wěn)定。隧道中巖溶水的流失, 使隧道頂部地面塌陷, 造成隧道結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。因此, 必須對這種大涌水量的巖溶水進行防治。在以往隧道無論設(shè)計還是施工, 對水的處理多是以排為主, 排堵結(jié)合，遇水多以暗溝、 管道、 涵洞、 泄水洞、 明渠、 滲溝、 拱橋或增加輔助導(dǎo)坑等截流排除巖溶水。但對巖溶水采取以排為主的防水原則, 造成地面和地下水大量

30、漏失, 可使隧道地區(qū)大量農(nóng)田干旱, 地下水漏失, 造成森林枯死, 嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境。因此可以采用以堵為主, 排堵結(jié)合的原則。,巖溶隧道涌水處治措施,根據(jù)巖溶水對隧道的不同影響及具體施工條件, 采取不同的防治措施。隧道內(nèi)對巖溶水的處理, 應(yīng)視隧道所在的地質(zhì)條件, 巖溶發(fā)育帶水的性質(zhì)和流量大小, 采取大疏, 小堵, 疏堵結(jié)合, 以疏為主和地表地下綜合治理的方法分別處理。 大概具體處理可分 2 種情況：隧道施工并未切斷

31、地下水的主天然通道。隧道施工切斷天然主通道。,巖溶隧道涌水處治措施,隧道施工未切斷地下水主通道,對于這種情況，如果采用排的方法可使地下水流失，影響周圍環(huán)境, 因此，可采用全堵的方法。 對于大股流的巖溶水可采用全斷面超前帷幕注漿封堵法，注漿加固范圍應(yīng)為隧道開挖輪廓以外1~ 2倍洞徑，注漿段長應(yīng)取30m左右，注漿孔孔徑應(yīng) 為 9 0 ~108 mm，注漿終止壓力應(yīng)為水壓力的 2 ~ 3 倍， 漿液擴散半徑為 0 . 5 ~ 2

32、. 0 m。,隧道施工切斷地下水主通道,對于這種情況，如果采用堵的方法，會對施工和運營安全不利，增加施工成本，而且影響周圍環(huán)境。因此必須采取引水的方法。 如當(dāng)暗河和溶洞有水流時, 就應(yīng)宜排不宜堵。 在查明水源流向及 其與隧道位置 的關(guān)系后，用暗管、 涵洞、 小橋等設(shè)施，渲泄水流或開鑿泄水洞將水排出洞外。當(dāng)水流的位置在隧道上部或高于隧道時，應(yīng)在 適當(dāng)距離 外，開 鑿引水斜 洞 ( 或引水槽 ) 將水位降低到隧道底部位置

33、以下，再行引排。,科洞隧道超前帷幕注漿施工,科洞隧道位移湖南省永順縣內(nèi)，是張花高速公路中最長的隧道，左線里程為 Zk72 + 067 ~ Zk74 +230 ，右線里程為 Y k72 + 087 ~ Yk74 + 320 。該隧道圍巖以白云巖、 灰?guī)r為主，施工中巖溶極其發(fā)育，有溶洞、 溶槽、溶蝕裂隙、 巖溶管道等。 隧道左線施工至 Zk 72+ 67 8里程時, 出渣完成后, 掌子面大部分區(qū)域為泥、 砂、 石及水泥漿的混合

34、體結(jié)構(gòu), 有少量水。據(jù)此情況, 立即噴 C20混凝土, 封閉掌子面, 在混凝土噴射作業(yè)快完成時左側(cè)拱頂巖石突然被擠垮, 泥漿水向外涌出, 涌水量為 1 000 m3/ h ?？紤]到涌水量無減小的可能, 且根據(jù)涌水及超前鉆孔情況, 判斷前方為一比較寬的破碎帶, 而且富水性極強, 有源源不斷的補給源, 且?guī)r層較軟弱, 掌子面易被壓垮。為了施工安全, 采用了超前帷幕注漿的施工方案。,科洞隧道超前帷幕注漿施工,具體的施工過程如下：在涌水口埋設(shè)

35、 5 根 200 排水管, 并在出水口處堆碼砂袋堵住涌水, 將水引排至后方, 沿隧道左側(cè)堆碼砂袋形成臨時水溝排水, 清理掌子面泥砂, 堆碼砂袋做混凝土堵頭模型, 建筑 4 m 厚 C25混凝土止?jié){墻。鉆孔：鉆孔總深度為 30 m, 孔位布置和鉆孔外插角見圖。3 ) 注漿: 全斷面超前預(yù)注漿的注漿壓力取值為 1 . 5 ~ 2 . 5 M P a 。注漿方式以分段前進式為主, 第一循環(huán)鉆至 8 m, 進行注漿作業(yè), 之后每鉆進 3

36、m, 注一次漿, 如此循環(huán)下去, 直至鉆到設(shè)計孔深。,注漿順序為先外圈后里圈, 先上后下, 間隔跳孔, 每排注漿孔先施作奇 ( 偶 )數(shù)孔, 后施作偶 ( 奇 ) 數(shù)孔, 偶 ( 奇 ) 數(shù)孔同時作為檢查孔。,科洞隧道超前帷幕注漿施工,4、注漿材料: 注漿材料主要 選用普通水泥單液漿、 普通水泥 — 水玻璃雙液漿。,青坪隧道巖溶涌水處治,青坪隧道掘進至Yk43+611里程時, 在隧道左側(cè)拱腰發(fā)現(xiàn)一溶洞, 洞內(nèi)大股水流涌出, 涌水量為6m

37、 3/min ( 其中含泥沙量約為 2 5 % ); 掌子面揭示圍巖為白云質(zhì)灰?guī)r, 較穩(wěn)定, 涌水圖如圖：,青坪隧道巖溶涌水處治,在治理涌水中, 曾考慮以下 3 種治理方案:先排放洞內(nèi)涌水, 然后再進行隧道開挖。不過排水時帶走大量泥砂, 如果繼續(xù)排放則容易造成隧道塌方。用水泥藥卷封閉溶洞, 堵住涌水口, 再進行隧道開挖。此方案擔(dān)心一旦堵住涌水口, 則將會造成水壓增大, 從而影響前方隧道的開挖。限量排放溶洞水并進行隧道開挖, 先在拱

38、頂施做長管棚并注漿, 隨著隧道開挖噴射混凝土, 及時封閉掌子面, 同時在徑向施做雙液漿加固巖體, 涌水量必然減少, 這時再用藥卷填充涌水口。此種方案既能保證隧道施工安全, 又不至于嚴(yán)重影響原有山體的地下水環(huán)境, 有利于保護周圍山體生態(tài)。 最終，綜合考慮各方面因素，選擇了方案三對隧道涌水進行治理，具體的治理施工過程如下：,青坪隧道巖溶涌水處治,施做長管棚, 管棚長 9 m, 環(huán)向間距 30 c m,對管棚注漿, 漿液用普通水泥

39、單液漿, 水灰比 1 ：1 ,注漿終壓為 2 M P a 。隧道開挖, 采用弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土上下臺階法進行開挖, 臺階長度為 3 ~ 5 m, 開挖循環(huán)進尺為 1 . 0 m, 盡量減少爆破。采用 S5c襯砌型式進行支護, 徑向錨桿改為Φ42 小導(dǎo)管, 小導(dǎo)管長 6 m, 按 1.0 m ( 1.0 m 間距梅花型布置, 并對小導(dǎo)管進行注漿。通過圍巖深孔注漿, 在圍巖周邊形成 6 m 厚的加固圈, 改變圍巖物理力學(xué)性質(zhì), 提高其自

40、身的承載力達到圍巖主動承載及封堵散水的目的。漿液配合比: 水泥與水玻璃比 ( 1 ： 0.36 ), 水泥漿水灰比 ( 0.8 ：1 ) , 水玻璃濃度( 35 玻美度, 模數(shù) 2.4) , 注漿終壓為 1.5 M Pa 。隧道掘進 7 ~ 8 m 后, 用藥卷填塞水口, 并預(yù)埋注漿管, 注漿。,張花高速老莊隧道巖溶水處治技術(shù),老莊隧道開挖至 Zk45 + 200 里程后, 采用地質(zhì)雷達探測到前方存在巖溶空洞, 爆破開挖揭示, 該處發(fā)

41、育一與隧道相交的巖溶管道, 主體管道排水系統(tǒng)位于隧道上部, 管道由隧道左側(cè)拱腰向隧道右側(cè)拱腳方 向 發(fā) 育, 管 道入水口和出水口直徑分別為1.5 m 、 1 . 8 m, 如圖：,老莊隧道巖溶涌水圖,張花高速老莊隧道巖溶水處治技術(shù),處置方法如下：爆破開挖后, 先清除隧道巖溶管道浮渣, 使巖溶管道排水通暢。在隧道頂部布置連接管道入水口與排水口的Φ600 mm 的波紋排水管, 形成上部排水系統(tǒng)。采用 M 7 . 5 漿砌片石填充隧道

42、周圍巖溶空腔。巖溶管道及其影響段采取初期支護和二次襯砌加強結(jié)構(gòu)型式, 鋼拱架間距為 0 . 5 m 每榀。,,老莊隧道巖溶水處治圖,張花高速劉家裕隧道巖溶處治技術(shù),劉家裕隧道掘進至 Y k27 + 2 80 里程時, 在隧道基底發(fā)現(xiàn)一巖溶管道, 溶腔內(nèi)有水流。處理方法如下:開挖后, 先清除隧道巖溶管道浮渣, 使巖溶管道排水通暢。采用涵洞跨越, 涵洞頂與邊墻連接成整體。采用漿砌片石回填隧道周圍巖溶空腔。巖溶管道及其影響段采取初期

43、支護和二次襯砌加強結(jié)構(gòu)型式, 鋼拱架間距為 0 . 5 m 每榀,,劉家裕巖溶涌水處治圖,結(jié)論及建議,通過對幾個工程實例的學(xué)習(xí)和思考之后，我們可以得出以下結(jié)論和相關(guān)建議。 對山嶺隧道水巖溶水的處治， 應(yīng)根據(jù)地層巖性、涌水特點等因素進行調(diào)查分析，查明巖溶涌水的性質(zhì)、 來源, 并考慮其對地下水的影響，以確定堵或排的方案。 隧道施工并未切斷地下水的主天然通道，對于這種情況，可采用全堵的方法。①當(dāng)掌子面前方存在