關(guān)角隧道突水機(jī)理及處治技術(shù)1

1、中鐵十六局集團(tuán)有限公司西格二線工程指揮部中鐵十六局集團(tuán)有限公司西格二線工程指揮部 錢富林錢富林一、摘要一、摘要二、突涌水機(jī)理分析二、突涌水機(jī)理分析三、突涌水模式三、突涌水模式四、隧道突涌水處治技術(shù)四、隧道突涌水處治技術(shù)六、結(jié)束語六、結(jié)束語一、摘要一、摘要v本文立足于關(guān)角隧道建設(shè)實(shí)踐，研究關(guān)角隧道突涌水災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理，分析突涌水的形成條件、類型，提煉突涌水的水文地質(zhì)概念模型和突涌水模式；采用理論分析、數(shù)值模擬、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方法，歸納總結(jié)了一套突涌水處治技術(shù)，包括超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案、注漿方案、地表導(dǎo)流，針對(duì)不同的突涌水模式采取相應(yīng)的處治方案。v在關(guān)角隧道施工過程中，穿越了長(zhǎng)大段落巖溶富水區(qū)域，涌水壓力

2、基本超過2MPa，涌水量較大，水文地質(zhì)復(fù)雜，為工程施工帶來了極大的影響。其中，最為突出的問題是：隧道內(nèi)地下水補(bǔ)給及處治問題。隧道的開挖、貫通，改變了原有的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和地下水流場(chǎng)，傳統(tǒng)的施工方法受到挑戰(zhàn)。為了克服和解決富水環(huán)境對(duì)施工的影響，通過對(duì)隧道突涌水機(jī)理分析，采取了必要的超前探水、水泥-水玻璃漿液和化學(xué)漿液相結(jié)合的注漿堵水措施、施工方法，確保了隧道順利穿越富水區(qū)域施工。二、突涌水機(jī)理分析v1、突涌水形式 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察分析，關(guān)角隧道的地下水類型為基巖裂隙水和巖溶裂隙水，施工中遇到的突涌水主要出現(xiàn)在3號(hào)、4號(hào)斜井II-IV級(jí)灰?guī)r地層中，主要表現(xiàn)形式為： 突涌水表現(xiàn)形式一：涌水點(diǎn)主要分布在拱

3、部及邊墻，以股狀涌水及淋雨?duì)钣克问窖亓严冻雎?，具有出水點(diǎn)多、單孔涌水量小、總涌水量大及水壓較低的特點(diǎn)。 突涌水表現(xiàn)形式二：涌水點(diǎn)較為集中，股狀涌水、涌水量較大、水壓較高（1.34.5MPa）。2、地表水流量監(jiān)測(cè)v2008年8月16日，分別在3、4號(hào)斜井所處的克德攏溝距4號(hào)斜井口約1.2km的上游處和距斜井口約0.4km的下游處布置流量測(cè)試斷面和測(cè)試斷面，對(duì)地表水流量采用浮標(biāo)法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果見下表：編號(hào)過水面積（m2）流速(m/s)水量(m3/d)斷面0.710.67641468.5斷面0.520.40918375.5v由測(cè)試結(jié)果看出，地表水在流經(jīng)斷面和斷面（間距約0.8km）的過程中流

4、量損失約23093m3/d。由此克德攏溝谷地表水對(duì)斜井具有一定的側(cè)向徑流補(bǔ)給。 為進(jìn)一步查明地表水與3、4號(hào)斜井的水力聯(lián)系，在3、4號(hào)斜井上游布置實(shí)驗(yàn)坑進(jìn)行連通實(shí)驗(yàn)（如圖所示），實(shí)驗(yàn)試劑采用紅色氧化鐵粉，同時(shí)在洞內(nèi)進(jìn)行顏色觀測(cè)和取樣化驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1）經(jīng)過72小時(shí)的觀測(cè)，3、4號(hào)斜井洞內(nèi)涌水未見顏色的變化，結(jié)果分析為，洞內(nèi)涌水較大，對(duì)顏色的稀釋是導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果不理想的直接原因。 2）水質(zhì)分析結(jié)果：4號(hào)斜井投放示蹤劑后48小時(shí)鐵離子含量為實(shí)驗(yàn)前的6.4倍。3號(hào)斜井投放示蹤劑后48小時(shí)鐵離子含量為實(shí)驗(yàn)前的2.2倍。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：克德攏溝地表水與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：克德攏溝地表水與4號(hào)斜井具有較好的

5、水力聯(lián)系，與號(hào)斜井具有較好的水力聯(lián)系，與3號(hào)斜井具有一定的水力聯(lián)系，是隧道涌水的重要補(bǔ)給來源號(hào)斜井具有一定的水力聯(lián)系，是隧道涌水的重要補(bǔ)給來源 。2、突涌水水文地質(zhì)概念模型v由于氣候和地質(zhì)條件的不同，關(guān)角隧道巖溶區(qū)普遍發(fā)育強(qiáng)徑流帶，地下暗河極不發(fā)育。巖溶地下水系統(tǒng)不論是地下水賦存空間，還是徑流空間，主要受構(gòu)造裂隙（巖溶裂隙）控制，主干裂隙是徑流通道（強(qiáng)徑流帶），次級(jí)裂隙為賦存空間。關(guān)角隧道圍巖含水介質(zhì)為裂隙-溶隙含水介質(zhì)。按照隧道所處的巖溶水系統(tǒng)的垂向循環(huán)帶、季節(jié)變動(dòng)帶、水平循環(huán)帶、深部循環(huán)帶和強(qiáng)徑流帶，可將其概化為如下五種水文地質(zhì)概念模型：v模型1：隧道位于區(qū)域最高地下水位以上，一般不存在穩(wěn)

6、定的涌突水問題，主要表現(xiàn)為沿裂隙和溶隙的滴水和滲水，雨季會(huì)有短期的小流量股狀涌水，由于埋深淺，沒有形成自由水面，基本不會(huì)形成較大的水壓力，對(duì)工程正常施工影響不大，風(fēng)險(xiǎn)性較小。這種模式基本位于隧道的進(jìn)出口部位。v模型2：隧道處于區(qū)域地下水最高水位和最低水位之間，主要表現(xiàn)為沿裂隙和溶隙的滲水、涌水現(xiàn)象，在枯水期水量較小或無水，在雨季或豐水期洞內(nèi)裂隙出水量增大或會(huì)形成新的涌水點(diǎn)，量集中、變幅大、突發(fā)性強(qiáng)，危害性也較大，在排水能力充足的情況下，對(duì)工程正常施工影響不大。v模型3：隧道位于區(qū)域最低地下水位下方數(shù)十米范圍，基巖裂隙發(fā)育程度較低，主要表現(xiàn)為沿裂隙和溶隙的涌水現(xiàn)象，雨季時(shí)涌水量會(huì)增大，涌水量相對(duì)

7、比較穩(wěn)定，揭示涌水量與正常涌水量差異不大，在采取相應(yīng)的堵水、排水措施條件下，對(duì)工程正常施工影響不大，一般不存在嚴(yán)重的突水問題。v模型4：隧道位于區(qū)域地下水位下方數(shù)百米，其突水的特征一般以清水為主，裂隙-溶隙不發(fā)育，水量相對(duì)比較穩(wěn)定，初次揭示涌水量與正常涌水量差異不大。由于地下水的水壓力較大，易發(fā)生大規(guī)模突涌水，風(fēng)險(xiǎn)性較大。v模型5：隧道處于裂隙-溶隙極發(fā)育的構(gòu)造破碎帶含水介質(zhì)中，屬于地下巖溶水系統(tǒng)的強(qiáng)徑流帶，隧道涌突水量與地表降雨和地表水體關(guān)系極為密切，當(dāng)隧道處于巖溶水系統(tǒng)的下游，在高水壓作用下容易同時(shí)誘發(fā)破碎圍巖崩塌，突水災(zāi)害的危害性巨大。該模式突水特征為初次揭示涌水量、正常涌水量和水壓力極

8、大，且相對(duì)比較穩(wěn)定。表1 2008年1月8月降雨量統(tǒng)計(jì)表月份12345678降雨量（mm）4.72.41.317.134.753.7153.734.9關(guān)角隧道4號(hào)斜井2008年7月30日，實(shí)測(cè)涌水量為81009200 m3/d，之后水量持續(xù)增大，2008年9月28日實(shí)測(cè)水量為24000m3/d；2008年7月19日實(shí)測(cè)洞內(nèi)涌水量為8617.2m3/d，2008年9月16日實(shí)測(cè)水量為16456.0m3/d（峰值涌水量為23000m3/d）。不同時(shí)期的涌水量相差巨大，隧道在雨季的突涌水風(fēng)險(xiǎn)性大，而枯水季節(jié)突涌水的風(fēng)險(xiǎn)性相對(duì)較小。 另外隧道突涌水發(fā)生除與水文地質(zhì)概念模型有關(guān)外，還與降雨期也有關(guān)，不同

9、降雨時(shí)期降水量不同，洞內(nèi)涌水量大小也不一樣。根據(jù)天峻縣氣象站的降雨資料（見表1），關(guān)角隧道地區(qū)7月份最大降雨量為153.7mm，為30年一遇的強(qiáng)降雨，相比歷史同期增加了92%，單日最大降雨量為2008年7月28日的42.8mm。 通過以上對(duì)不同水文地質(zhì)模型下隧道涌突水特點(diǎn)的分析可以看出，關(guān)角隧 道是揭穿型突涌水，受蓄水構(gòu)造和地區(qū)大氣降水因素的影響明顯。將各種突涌水按發(fā)生條件和機(jī)理劃分為洞身突涌水型和掌子面突涌水型兩種突涌水模式。v1、 掌子面突涌水模式v掌子面突涌水模式包括裂隙-溶隙和構(gòu)造帶兩種突涌水模式，兩種模式的突水機(jī)理差異較大。v1）裂隙-溶隙型突涌水模式主要表現(xiàn)為地下水從掌子面局部節(jié)理

10、和裂隙中淋出或涌出，由于裂隙-溶隙含水介質(zhì)的過水和蓄水能力有限，涌水的水量和水壓較小。v2）構(gòu)造帶突涌水模式主要是由于掌子面前方的構(gòu)造帶中賦存豐富的地下水，由于儲(chǔ)水構(gòu)造形成時(shí)間較長(zhǎng)，賦存了較大的水量，具有較大水壓，當(dāng)較完整的隔水層不足以承受構(gòu)造帶的水壓發(fā)生破壞時(shí)，大量的地下水隨之突然涌出。三、突涌水模式v2、洞身突涌水模式v關(guān)角隧道3號(hào)斜井長(zhǎng)1667m、4號(hào)斜井長(zhǎng)1571m，斜井坡度大，長(zhǎng)距離反坡排水是施工面臨的一大難題，因此對(duì)斜井洞室開挖后的洞身突涌水模式研究至關(guān)重要。v研究資料表明，與巖溶弱徑流區(qū)（裂隙-溶隙不發(fā)育）比較，強(qiáng)徑流帶地下水動(dòng)態(tài)相當(dāng)穩(wěn)定，無論是地下水位還是流量，其變化幅度都比弱

11、徑流小的多。這是因?yàn)榫藓竦陌鼩鈳Ъ叭鯊搅鲄^(qū)對(duì)地下水調(diào)蓄作用的結(jié)果。強(qiáng)徑流區(qū)地下水位年變幅一般為313m，弱徑流區(qū)地下水位年變幅可達(dá)16112m，隧道通過強(qiáng)徑流區(qū)時(shí)可不考慮地下水變化的影響。v關(guān)角隧道巖溶段屬于裸露型巖溶，受大氣降水補(bǔ)給明顯，弱徑流區(qū)地下水位變幅大。當(dāng)洞身穿越季節(jié)變動(dòng)帶段，在枯水期時(shí)，地下水處于低水位，洞身地下水狀態(tài)主要為無水或滲水。在豐水期時(shí)，地下水達(dá)到高水位，巨大的水位差會(huì)造成洞身段出水點(diǎn)涌水量劇增或出現(xiàn)新的涌水點(diǎn)出現(xiàn)。這種枯水期和豐水期涌水量的巨大差距，往往會(huì)導(dǎo)致在枯水期施工時(shí)不能準(zhǔn)確判斷地下水狀態(tài)，沒有采取相應(yīng)的處理措施就繼續(xù)施工。而在豐水期時(shí)，由于斜井內(nèi)反坡排水能力有限

12、，當(dāng)涌水量高于排水量時(shí)就會(huì)釀成大型突涌水災(zāi)害。v洞身段處于垂直循環(huán)帶和水平循環(huán)帶時(shí)，由于水頭不高，主要表現(xiàn)為地下水沿隧道壁匯集，成股或成點(diǎn)滴落或流下，通過后注漿措施即可控制。處于深部循環(huán)帶時(shí)，高壓突水地段，在開挖施工時(shí)已進(jìn)行超前封堵處理，洞身也不會(huì)出現(xiàn)大的涌水點(diǎn)，因此一般不會(huì)對(duì)地下工程造成很大的排水壓力，對(duì)地下工程的襯砌也不會(huì)產(chǎn)生很大的水壓力。綜上所述，洞身突涌水模式應(yīng)以洞身處于季節(jié)變動(dòng)帶時(shí)為典型進(jìn)行預(yù)防和處理。v通過以上隧道突涌水機(jī)理分析、突涌水水文地質(zhì)概念模型、突涌水模型等一系列的研究分析，關(guān)角隧道突涌水存在以下幾個(gè)特點(diǎn)：v第一、關(guān)角隧道巖溶段受大氣降水補(bǔ)給明顯，弱徑流區(qū)地下水位變幅大v第

13、二、隧道與地下水位之間的關(guān)系難于掌握，突涌水形式具有不可預(yù)見性。v第三、隧道突涌水多以掌子面突涌水為主，水壓較高、水量較大，堵水施工難度較大。v第四、隧道洞身單點(diǎn)高壓涌水與段落滲水并存，單一的堵水施工方案難以達(dá)到預(yù)期的堵水效果。v針對(duì)關(guān)角隧道突涌水的幾大特點(diǎn)，就要在施工過程中，形成整套的突涌水防治與處治技術(shù)。四、隧道突涌水處治技術(shù)v1、超前探水方案v針對(duì)關(guān)角隧道地質(zhì)的復(fù)雜性和多變性，施工中采取綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的手段，即按照“長(zhǎng)短結(jié)合、上下對(duì)照、定性與定量相結(jié)合”的原則，在隧道風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)的基礎(chǔ)上，采用相對(duì)應(yīng)的綜合預(yù)報(bào)方案。其中長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)連續(xù)在本標(biāo)段隧道進(jìn)行，短期地質(zhì)預(yù)報(bào)只在重點(diǎn)地段，如斷層

14、破碎帶、富水區(qū)段進(jìn)行。隧道內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)措施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)措施v針對(duì)隧道不同段落的地質(zhì)復(fù)雜程度和既有的地質(zhì)資料，將關(guān)角隧道的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)劃分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，具體分級(jí)及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)項(xiàng)目如下：表2 關(guān)角隧道施工地質(zhì)分級(jí)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)項(xiàng)目表等級(jí)工程地質(zhì)特征預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)項(xiàng)目A（1）存在重大地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段，如可溶巖與非可溶巖接觸帶，軟弱、破碎、富水、導(dǎo)水性良好的地層和大型斷層破碎帶。（2）重大物探異常地段，可能產(chǎn)生大型、特大型突水突泥地段，誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段等。地質(zhì)分析法，TSP超前預(yù)報(bào)（100m），地質(zhì)雷達(dá)（15m），紅外探水，超前水平鉆探（30100m）3孔，超長(zhǎng)炮孔（10m）不少于6

15、孔，地質(zhì)素描B中型突水突泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。地質(zhì)分析法，TSP超前預(yù)報(bào)（150m），地質(zhì)雷達(dá)（20m），紅外探水，超前水平鉆探（30m）13孔，超長(zhǎng)炮孔（6m）不少于5孔，地質(zhì)素描C水文地質(zhì)條件較好的碳酸巖及碎屑巖地段、小型斷層破碎帶，發(fā)生突水突泥的可能性較小地質(zhì)分析法，TSP超前預(yù)報(bào)（150m），地質(zhì)雷達(dá)（2030m），超前水平鉆探（30m）12孔，超長(zhǎng)炮孔（5m）12孔，地質(zhì)素描 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)地質(zhì)分級(jí)及預(yù)報(bào)項(xiàng)目超前地質(zhì)預(yù)報(bào)地質(zhì)分級(jí)及預(yù)報(bào)項(xiàng)目v1）TSP203預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的最有效距離是掌子面前方100m，并且兩次預(yù)報(bào)應(yīng)有至少10m的搭接，保證不遺漏隧道不良地質(zhì)的預(yù)報(bào)。當(dāng)預(yù)報(bào)前方有

16、非常不良的工程地質(zhì)情況出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)提高預(yù)報(bào)頻率，并且縮小預(yù)報(bào)距離的范圍，同時(shí)還應(yīng)增加預(yù)報(bào)位置的搭接長(zhǎng)度。v2）將地質(zhì)雷達(dá)的預(yù)報(bào)距離應(yīng)嚴(yán)格限定在30m以內(nèi)，其中20m以內(nèi)效果最好。兩次預(yù)報(bào)之間的搭接長(zhǎng)不應(yīng)低于5m。v3）紅外線超前探水預(yù)測(cè)距離應(yīng)在30m以內(nèi)，兩次預(yù)報(bào)之間的搭接長(zhǎng)不應(yīng)低于5m。v4）掌子面地質(zhì)素描需要在隧道施工全程的實(shí)施；每各開挖循環(huán)做一次。v5）超前鉆探主要應(yīng)用于長(zhǎng)期、短期預(yù)報(bào)確定的主要不良地質(zhì)區(qū)段，依據(jù)工程地質(zhì)情況，鉆探法可以分為長(zhǎng)距離超前水平鉆探、短距離超前鉆探和加深炮孔法三種。其中長(zhǎng)、短距離超前水平鉆探是采用水平地質(zhì)鉆機(jī)完成的，加深炮孔是通過加深掌子面鉆孔完成的。 超前地質(zhì)

17、預(yù)報(bào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開挖輪廓線巖層隧道隧道321掌子面隧道中線圖4 超前地質(zhì)探孔縱、剖面示意圖v長(zhǎng)距離超前水平鉆探實(shí)施在規(guī)模較大的重大災(zāi)害隱患地段，鉆探的距離30100m，應(yīng)當(dāng)一次性穿過不良地質(zhì)的地段。掌子面中部探孔水平布置，拱底和拱頂探孔終孔位置應(yīng)布置在輪廓線外34m處（圖4）。鉆好的孔應(yīng)進(jìn)行壓水滲漏性試驗(yàn)。v短距離鉆探法鉆探距離2030m，搭接長(zhǎng)度5m，對(duì)于一般斷層破碎帶，每個(gè)掘進(jìn)工作面布設(shè)超前取芯探孔13個(gè)；對(duì)于多水、富水帶，應(yīng)增設(shè)23個(gè)探水孔，分別位于拱頂和拱腰部位，超前探水孔終孔位于隧道開挖輪廓線外1.5m3.0m。 531隧道中線246掌子面隧道隧道巖層開挖輪廓線圖5

18、超長(zhǎng)炮孔縱、剖面示意圖v超長(zhǎng)炮孔法通過加深炮孔到510m探測(cè)前方的工程地質(zhì)情況，沿掌子面周邊布置，并分別以3045的外插角實(shí)施（圖5）。v2、止?jié){墻安全厚度分析v掌子面突涌水一般分為裂隙-溶隙型和構(gòu)造帶型突涌水模式，當(dāng)構(gòu)造裂隙和隧道之間的巖柱不足以抵抗構(gòu)造裂隙中的水壓時(shí)，構(gòu)造裂隙中的水就可能向著臨空面及隧道方向突出，形成災(zāi)害。因此，為有效預(yù)防掌子面突涌水現(xiàn)象的發(fā)生，需要預(yù)留足夠厚度的巖盤抵抗水壓力。v根據(jù)文獻(xiàn)，可將掌子面前方巖墻簡(jiǎn)化為彈性厚板模型，根據(jù)邊界條件解答出巖墻中的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，以抗拉破壞和剪切破壞為控制條件，采用厚板理論確定巖盤安全厚度。計(jì)算時(shí)假定止水巖盤周邊固定，均勻連續(xù)、各向同

19、性，按軸對(duì)稱問題求解得出：抗拉強(qiáng)度控制的安全厚度。隧道水土壓力巖盤rzsD地應(yīng)力地應(yīng)力()()()22tiI15 1pRS40H116 抗拉輕度控制的安全厚度分析抗拉輕度控制的安全厚度分析v經(jīng)分析得出：相同水壓下，巖盤越厚，巖盤的最大應(yīng)力越小，巖盤的最大應(yīng)力隨厚度的增大呈指數(shù)型衰減趨勢(shì)。相同巖盤厚度時(shí)，不同級(jí)別圍巖的巖盤最大應(yīng)力相差不大。v同時(shí)也會(huì)得出：以抗拉強(qiáng)度控制計(jì)算安全厚度時(shí)，在不同埋深下，、級(jí)圍巖的安全厚度基本相同，安全厚度/隧道等效直徑為0.130.18，變化不大。級(jí)圍巖安全厚度明顯大于、級(jí)圍巖的安全厚度，安全厚度/隧道等效直徑為0.160.35。v根據(jù)隧道力學(xué)理論，隧道開挖后，其掌

20、子面前方將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)塑性區(qū)，該區(qū)內(nèi)巖層的滲透系數(shù)增大，巖層的阻水能力急劇下降，為保障安全，只考慮為真正能起阻水作用的巖層。構(gòu)造裂隙在隧道前方，如由上圖所示，取巖柱塊體用結(jié)構(gòu)力學(xué)剪切破壞理論進(jìn)行分析，此塊體的受力如右下圖所示，從而得出塊體平衡方程如下： 隧道構(gòu)造裂隙L 1L 2隧道巖柱地應(yīng)力地應(yīng)力剪應(yīng)力水土壓力剪應(yīng)力(tan)()2iIiiCLHcHpA 剪切破壞控制的安全厚度分析剪切破壞控制的安全厚度分析v通過以上對(duì)抗拉強(qiáng)度控制和抗剪切強(qiáng)度控制的安全厚度的計(jì)算分析看出，以抗剪切強(qiáng)度控制的安全厚度明顯大于以抗拉強(qiáng)度控制的安全厚度，因此關(guān)角隧道的安全厚度采用抗剪切強(qiáng)度控制方法進(jìn)行計(jì)算，安全厚度（安

21、全厚度/隧道等效直徑）取值見表3（實(shí)際使用時(shí)應(yīng)考慮一定安全系數(shù)）。圍巖等級(jí)水壓（kPa）埋深（m）10020030040050010000.220.230.240.240.2420000.280.270.270.260.2630000.350.310.290.290.2810000.37 0.37 0.37 0.37 0.37 20000.47 0.43 0.41 0.40 0.40 30000.58 0.50 0.46 0.44 0.43 10000.70 0.65 0.63 0.62 0.61 20000.90 0.76 0.71 0.68 0.66 30001.11 0.87 0.78

22、0.74 0.71 關(guān)角隧道各級(jí)圍巖預(yù)留安全厚度建議值 v關(guān)角隧道現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，采取超前探孔預(yù)測(cè)到前方存在大型隱伏蓄水構(gòu)造時(shí)，如果前方蓄水構(gòu)造突水壓力大，水量豐富，根據(jù)圍巖質(zhì)量等級(jí)和水壓力，保留310m的防突巖盤（圍巖質(zhì)量差時(shí)取大值，圍巖質(zhì)量好時(shí)取小值）。v3、突涌水處理措施的選擇v為減小施工期間的排水壓力，保證隧道運(yùn)營(yíng)期間斜井內(nèi)匯水可通過正洞安全排出，根據(jù)涌水的形式，針對(duì)不同情況，采用不同的注漿堵水措施。注漿漿液類型，根據(jù)實(shí)際情況確定，以水泥-水玻璃漿液為主、化學(xué)漿液為輔。v未 開 挖 段 ， 單 孔 涌 水 量40m3/h ，圍巖較好, 涌水主要為溶隙水 ，超前頂水注漿 v未開挖段掌子面

23、單孔涌水量：40m3/h ，圍巖破碎，級(jí) ，根據(jù)涌水情況，采用分區(qū)治理或周邊帷幕注漿 v當(dāng)出水點(diǎn)較多，涌水量較大時(shí)，基于基巖裂隙水體空間分布，采用分區(qū)注漿技術(shù)，首先將注漿區(qū)分為左上、右上、左下、右下四個(gè)區(qū)域（圖7所示），并根據(jù)探孔出水量判別標(biāo)準(zhǔn)劃分為弱水區(qū)或強(qiáng)水區(qū)（當(dāng)出水量5m3/h時(shí)，為強(qiáng)水區(qū)；當(dāng)出水量40m3/h ，斷層破碎帶 ，全斷面帷幕注漿 帷幕注漿前后對(duì)比圖v已開挖段單孔涌水量540 m3/h,且出水點(diǎn)眾多，出水段落較長(zhǎng) ，徑向注漿 v已開挖段邊墻或拱部單孔涌水量：40m3/h，對(duì)施工進(jìn)度、運(yùn)營(yíng)排水有較大影響 ，圍巖較好, 涌水主要為溶隙水 ，局部頂水注漿 v4、漿液的選擇及配合比選

24、擇v根據(jù)隧道突涌水特點(diǎn)，裂隙-溶隙及溶腔等情況，采取不同的注漿堵水材料，具體如下：v掌子面突涌水，水壓較高、水量較大，采取帷幕注漿，注漿材料采取水泥-水玻璃漿液，普通水泥42.5水泥、水玻璃雙液漿（水：水泥：水玻璃 =1：1：0.60.7） v洞身裂隙水，水壓較小，水量較大，采取徑向注漿，注漿材料采取馬麗散堵水材料（樹脂：催化劑=1:1），膨脹系數(shù)為325倍左右（無水時(shí)膨脹系數(shù)大于3，有水時(shí)膨脹系數(shù)大于10）v5、施工方案、工藝及實(shí)施v由于涌水面多存在集中出水點(diǎn)水壓較大，孔口管施工難度大及圍巖較破碎，封水施工難于控制，為確保安全，不能進(jìn)行擴(kuò)孔及加強(qiáng)支護(hù)，因此在不存在搭接注漿段落施工止?jié){墻，在施

25、工過程中，預(yù)埋端部帶法蘭盤的孔口管。止?jié){墻設(shè)計(jì)厚度3m，采用C25混凝土澆筑，嵌入隧道開挖周邊輪廓1m。采用架立鋼模板，腳手架加固，輸送泵泵送混凝土施工。在長(zhǎng)距離持續(xù)注漿段落除出現(xiàn)特殊情況，影響注漿施工及安全情況下補(bǔ)做止?jié){墻外，其余均預(yù)留5m作為下循環(huán)注漿止?jié){巖盤。 止?jié){墻及預(yù)埋孔口管施工止?jié){墻及預(yù)埋孔口管施工v止?jié){墻施工完成后，在周邊及拱部局部出現(xiàn)涌水，故在止?jié){墻出水部位鉆孔后安裝端部帶法蘭盤的孔口管，孔口管采用錨固劑及棉、纖維、木楔等物固定于鉆孔內(nèi)，并安裝閥門。安裝完成后進(jìn)行封閉止?jié){墻注漿施工，注漿材料采用水泥、水玻璃雙液漿，水灰比1：1，水玻璃濃度35Be，模數(shù)3.2，水泥漿與水玻璃體積比1：0.7，保證漿液的膠凝時(shí)間在20s之內(nèi)。注漿封閉效果達(dá)到孔口管閥門關(guān)閉時(shí)，止?jié){墻整體不能出現(xiàn)滲水、漏水現(xiàn)象?？卓诠苈裨O(shè)及止?jié){墻封閉 止?jié){墻埋設(shè)孔口管及封閉止?jié){墻埋設(shè)孔口管及封閉 鉆機(jī)鉆孔及前進(jìn)式注漿鉆機(jī)鉆孔及前進(jìn)式注漿v采用C6鉆機(jī)通過預(yù)埋孔口管間隔鉆孔，先鉆最外圈的注漿孔，考慮注漿擴(kuò)散半徑對(duì)注漿效果的影響，一次性鉆孔長(zhǎng)度為8m，然后進(jìn)行注漿，待