隧道涌水處治技術(shù)圖文講解

xxx隧道涌水處治技術(shù)摘要：xxx隧道特大高壓涌水段的涌水特點(diǎn)為水頭壓力大、持續(xù)時間長、涌水量大；本文研究了涌水產(chǎn)生的機(jī)理，制定并實施了泄水減壓結(jié)合帷幕注漿堵水的施工方案，快速有效的通過了特大高壓涌水地質(zhì)災(zāi)害洞段，效果顯著。關(guān)鍵詞：隧道涌水帷幕處治Gushing

Water

Treatment

Methodology

for

Zhongtienshan

TunnelAbstract:High

pressure

at

water

head,

long

duration

and

large

amount

of

gushing,

these

are

the

features

of

the

high

pressure

water

gushing

section

of

the

Zhongtianshan

Tunnel;

This

article

probes

into

the

generating

mechanism

of

water

gushing

and

draws

up

a

feasible

construction

plan

for

water

stoppage

by

the

combined

effort

of

draining

and

curtain

grouting.

The

construction

of

this

section

of

tunnel

followed

such

plan

in

an

effective

manner

that

the

construction

was

completed

smoothly

and

a

remarkable

result

was

reached.

Key

words:Tunnel

Water

Gushing,

Curtain

Grouting,

Treatment1工程概況xxx隧道位于托克遜、和碩間xxx東段的嶺脊地區(qū)，穿越xxx北支xxx山中山山地，平均海拔1100～2950m，最高海拔為2951.6m，隧道最大埋深1700m。隧道設(shè)計為兩座單線隧道，左線全長22449m，右線全長22467m，全隧道為單面上坡，除出口308m，位于曲線上外，其余均位于直線上。左、右線線間距36m。隧道進(jìn)口端左、右線采用兩臺TBM同時掘進(jìn)，出口端采用鉆爆法施工，出口左線DK158+400處設(shè)一座長2547.14m的斜井輔助左線施工；右線DyK158+526設(shè)一座長2545.89m的斜井輔助右線施工。圖1xxx隧道平面布置圖2隧道涌水情況分析及水量預(yù)測2011年10月6日，出口鉆爆段掌子面施工至DyK154+901時（設(shè)計為Ⅱ級圍巖），在實施超前探孔的過程中施鉆孔眼突噴出一股高壓水，水柱噴射長度達(dá)30多米，呈霧化狀，單孔出水量約5000m3/d，隧道掌子面涌水量超出原6#泵站（DyK156+100）設(shè)計排水能力，至10月24日涌水里程到Dyk155+830，造成洞內(nèi)最大被淹930m，現(xiàn)場施工被迫停止。停工后，針對涌水情況采用不同方法進(jìn)行水量觀測并進(jìn)行連通試驗，同時采取超前探孔和地面物探等地質(zhì)探測手段對可能涌水范圍及水量進(jìn)行勘察。涌水情況見圖2、3。圖2左線超前孔探孔涌水圖3右線前孔水2.1突涌水情況分析[1]注⑴魄工程地質(zhì)及水蒙文地質(zhì)條件分潮析器[六2向]槳規(guī)為掌子面前方約政300m誰處為曬F鑰7插斷層，學(xué)F在7階斷層為逆斷層索，斷層上盤為蠶閃長巖，下盤防為志留系片巖可夾砂巖，根據(jù)表突涌水壓力高惰、水量大，分和析地下水類型誰主要為受斷層泥影響的接觸帶激層間水，富水洪帶呈條帶狀分枯布。漸⑵筋根據(jù)涌水段水狀壓水量觀測及稀連通試驗，說能明巖體節(jié)理裂棉隙連通性好宇，沫鹿地下水補(bǔ)給來濫源充分等特點(diǎn)民。械⑶易超前探孔資料牌分析煤[邪3塵]總衣地下水主要分麻布在以節(jié)理密鍛集帶形式為主莊的巖體中，局你部裂隙發(fā)育較口寬，含水體傾豪向小里程方向教，總體走向與將節(jié)理延伸方向存一致，相對隔歌水體分布明顯右。故⑷蓬地面物探資料傻分析勿[你4麥]偷爬突涌水段呈條罰帶狀，物性異惕常帶寬度約黨300m箱，主要地下水幣富集帶寬度約稈10遞9信m閘，根據(jù)超前探懶孔分析，存在票一個有壓水界鼓面，與掌子面頂夾角約絹200用，傾向小里程貍方向。地下水撕主要以巖體靜暑儲量水為主，摸受表層風(fēng)化裂課隙水補(bǔ)給及溝生谷匯水影響較案大。周推斷結(jié)果見圖雕4單。釘圖教4越怖推斷結(jié)果示意橋圖成2渣.2緩?fù)挥克嗡拷耦A(yù)測介DyK154朋+901顛掌子面出現(xiàn)集瘦中涌水經(jīng)過一耍定時間的排泄萍，地下水徑流矩根據(jù)經(jīng)驗判斷縱應(yīng)以排泄地下市水動儲量水為的主，根據(jù)掌子飾面超前水平鉆懂孔、水壓及水勵量觀測，采用課古德曼經(jīng)驗式遵、水壓力法及源水文地質(zhì)比擬殿法進(jìn)行最大涌濃水量估算，綜喉合分析預(yù)測各胡隧道突涌水段曲的正常涌水量詞為豪1.政6望萬扭m3/d兩，可能出現(xiàn)的漸最大涌水量糧3.澆2瓶萬鞋m3/d唱，滯后施工最亦大涌水量離1.92彼萬政m3/d澇(糟由于隧道含水舟體連通性較好劑，粘最大涌水量考傷慮左、右線隧曾道施工前后揭坡露含水體時間沸的差異，通過男干擾排水計田算貍)幻。3處治方案亡出口左、右線坡掌子面出現(xiàn)較說大涌水后，加敏劇了否xxx界隧道的工期壓逃力。初扯根據(jù)舒2012目年館6即月到21滾～矛22古日，召開帳的扁“覽xxx鏈隧道斜井工區(qū)婚高壓富水段施冠工方案論證釘會格”練專家意見，采妥用盈“剪注漿減排、排察水降醒壓怖”穿的原則處理富淡水段。茶施工時，采用圖頂水注漿方式騾處理局部出現(xiàn)顧的水量和水壓概較大的集中涌滔水鼠（注漿方案見陷圖專隙5傻），利用迂回殺導(dǎo)洞順坡排除錢洞內(nèi)涌水湯[溜5槍]卡。柴圖奪右5贈參集中出水點(diǎn)頂湯水注漿示意圖株3壯.需1奇降壓泄水方式槐注漿前，在掌得子面附近左上設(shè)、左下、右上頌、右下，各布托設(shè)付2姑個泄水孔，為蕉減少施工中的跡干擾，泄水孔拼施工盡量避開吃注漿加固圈，執(zhí)開孔里程可設(shè)線置在掌子面后勇方音5端～衣10m起仁范圍內(nèi)，現(xiàn)場傾根據(jù)施工條件液確定開孔里程折；終孔位于開啄挖輪零農(nóng)廓線外紫10m風(fēng)（加固圈范圍擠外臉2m則）；茄注漿時，采等用按“蘭注漿局域劃分耐，對角泄水降蠻壓養(yǎng)”乘的原則。即對昆左上部位注漿誠時，右下部位霧泄水；加大注徹漿、泄水孔空陸間距離，減少戀串漿幾率。斷3.2截超前注漿回⑴瀉注漿范圍嗽[剖6傾]霜注漿加固范圍通確定為開挖輪珠廓線外誼8m箭,習(xí)每循環(huán)葡30m槳（第一循環(huán)含催4m扇止?jié){墻），開抱挖時預(yù)留陵8m靜作為止?jié){巖盤妖；根據(jù)注漿過唇程中鉆孔探測練的富水區(qū)域、惠巖性特征迫,嗚有針對性的增姿設(shè)注漿孔強(qiáng)化另富水區(qū)域注漿魄,笛方案布置見擦圖朽6啟。何圖膀?qū)?蛾灣帷幕注漿示意味圖織⑵邪注漿參數(shù)張（見住表委1姜）狗為停確定注漿參數(shù)謝、注漿材料及鮮配比殲，先進(jìn)行注漿廉試驗。顛注漿試驗孔設(shè)各計在隧道掌子豎面左側(cè)，共威計致9鬧個孔，縱向長捕度為丙3物0直米員（含止?jié){墻）裙。其到中戲S牧1杏、燈S委4粉、精S擊9朵三個注漿孔作蒜為地質(zhì)探孔一暴次性鉆至設(shè)計偵深度，探出前接方地質(zhì)情況，湊后實施注漿凳；什S誕2柿、茄S西3狼、溝S謎5霉、宜S還6瞎、宜S啊7陽、松S鏟8沖六孔采用前進(jìn)始式分段織鉆孔注漿疫。咱注漿設(shè)計參數(shù)恢表木品婚賠淹表虛壺1敲序號忽參數(shù)名稱責(zé)參數(shù)值訪備難 螺注秋1劉縱向加固段長攀30m閃不含止?jié){墻傷2列橫向加固范圍柏工作面及開挖構(gòu)輪廓線外尤8m丑3伍漿液擴(kuò)散半徑輔2.0m玉4并注漿速度母5膝～斜110L/福min貓5胡注漿終壓怖6旨～前8MPa掙施工時可調(diào)整淡6光終孔間距銅≤打3.0m剪7鈴設(shè)計注漿量鄰Q=A州n餅α篇(1虧+踏β輪)價充填率各n擋α遷(1肺+謠β金)具按副2%娘取值樣8牌注漿方式階前進(jìn)式分段注姑漿結(jié)合孔底注進(jìn)漿坊分段長度根據(jù)每涌水量調(diào)整祥9墾鉆孔越拐數(shù)量暢注漿孔丙93也個桌出水重點(diǎn)區(qū)域攏可補(bǔ)孔瑞探孔兼注漿孔崖6授C3右、貨C6詳、憂C9南、偷C13誼、市C16聾、歡C19確檢查孔寸根據(jù)現(xiàn)場情況每確定埋10避孔口管爽L=3m回，產(chǎn)φ洗108mm塑，壁厚品4mm⑶注漿材料四注漿材料采用活以普通水泥單賣液漿搏(怎簡稱長C鉗漿信)悲為主，普通水遍泥耐-總水玻璃雙液第梯漿危(好簡稱推C-S炭漿摔)代為輔，如以上茂材料注漿效果側(cè)不好時，可考慰慮硫鋁酸鹽水勻泥單液漿（簡共稱央AL懷漿）進(jìn)行試驗忘[叨5股]停。注漿材料配杜比如表零2納所示。敏漿液配比參數(shù)粥表槽敵簡廚惕勞表象白2葵序號誕名那 初稱堵配比揀偏數(shù)閑水灰比示體積比墊水玻洋足濃度來1謊普通匆歌泥辦畏液漿套岡惠扁=脈洞0.戴吸～錦1董死1肅2廊普通尿昨泥鍋磁水玻很驕雙誼刊漿耕蠅句款=筑崗0.毒億～斥1剪融1摧C容紡S逢焦1版僅1落～蛛0.3)毀3碎0羊～旅3菜羞B測e壯’鹿3見硫鋁后鄉(xiāng)鹽踐赴泥釘勇液漿灶射歷A加著=葵桶0.6這誤1劃裂1海注：委根據(jù)前期注漿歡試驗，制定現(xiàn)居場各種漿液的誼使用原則：罩①趨初始注漿時采臥用普通水泥單烈液漿進(jìn)行注漿惑，當(dāng)泄水孔出釣現(xiàn)串漿時，采然用普通水泥踐-島水玻璃雙液漿腹進(jìn)行封堵；春②唱如普通水泥卵-顧水玻璃雙液漿聽可以封堵串漿難，改用普通水樣泥單液漿繼續(xù)慮進(jìn)行注漿；駱③現(xiàn)當(dāng)注漿壓力高煤于庸3MPa掀時采用硫鋁酸羅鹽單液漿注漿來至設(shè)計終孔壓沃力。⑷注漿順序赤①嶼注漿總體采暴用過“逗由外到內(nèi)、由話上到下、間隔晶跳稅孔睡”深的施工原則；吼②輔施工中先施作歉右下部位泄水即孔，對左上部宅位進(jìn)行注漿；鑒其次施做左下厘部位泄水孔，股對右上部位進(jìn)侮行注漿；再按張以上順序施做殺左下和右下注度漿孔訂。⑸鉆孔工藝爛①銜測量放線：定升出隧道中線及鋪法線，根據(jù)方狹案中孔位布置溜在止?jié){墻上用舉射釘標(biāo)出鉆孔麥位置，鉆機(jī)就完位后，測量鉆西桿方向，保證榨鉆孔立體位置繁控制與設(shè)計基稼本相吻合，確括保注漿質(zhì)量。鏡②斷先用鉆機(jī)開深霞2.8m坐，直徑許Φ搶130mm質(zhì)的鉆孔，安設(shè)包固結(jié)銜3m柄長億Φ咸108mm顛孔口管。渡③乖通過孔口管鉆候設(shè)從Φ拿90mm子注漿孔，鉆到躍5m酬深時開始實施抗注漿作業(yè)。葬④住根據(jù)高壓富水嶺地段的實際情山?jīng)r，擬采取前遷進(jìn)式分段注漿繡工藝進(jìn)行鉆孔熊注漿施工，注朗漿分段長度根灌據(jù)鉆孔涌水量弱和地層破碎程駛度控制。售⑤喜若鉆孔過程中把遇到較大突涌暗水，則應(yīng)立即晃停止鉆孔進(jìn)行扯注漿。謠產(chǎn)超前預(yù)注漿工泥藝流程如圖牲7藍(lán)所示。不好不好前進(jìn)式分段注漿不好不好前進(jìn)式分段注漿測量放線、標(biāo)注鉆孔位置鉆機(jī)及平臺車就位固定鉆孔方向確定鉆Φ130鉆孔至2.8m深度安設(shè)3mΦ108孔口管配制漿液補(bǔ)孔注漿鉆設(shè)Φ90鉆孔3～5m第一分段長度注漿第二個分段長度鉆孔第二分段長度注漿…好繼續(xù)注漿結(jié)束該孔鉆孔注漿施工效果檢查好結(jié)束整體注漿效果檢查配制漿液篩圖重沃7掘池超前預(yù)鉆孔注爹漿工藝流程圖柔⑹周注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)單①句單孔注漿結(jié)束項標(biāo)準(zhǔn)沿單孔注漿結(jié)束脆標(biāo)準(zhǔn)以定量定績壓相結(jié)合的方肚式控制。定量乏標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)注漿爽量達(dá)到設(shè)計注連漿量的濾1.5王～案2澆倍，壓力仍然屢不上升，可采府取雙液注漿等址措施結(jié)束該孔斧注漿；定壓標(biāo)塔準(zhǔn)：注漿過程香中，壓力逐漸歷上升，流量逐板漸下降，當(dāng)注蛾漿壓力達(dá)到設(shè)嬸計注漿壓力士8托～諒10MPa舉并維持友5魄～腫30min針可結(jié)束該孔注制漿。脫②厚全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)韻A災(zāi)設(shè)計的所有注攪漿孔均達(dá)到注脹漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，察無漏注現(xiàn)象。肆B懼按總注漿孔的類5俯～嫁10%指設(shè)計檢查孔，嶼檢查孔滿足設(shè)慘計要求喜。豬⑺量效果檢查及評害定頓注漿效果評定份是決策開挖施多工方案的依據(jù)駛。歲①識根據(jù)現(xiàn)場鉆孔顧所揭示的地質(zhì)科狀況，注漿結(jié)璃束后，可采取肝分析法即結(jié)合壁注漿過程中嚴(yán)P-Q-t同曲線分析及反味算注漿后地層態(tài)的漿液填充率粗判斷注漿效果珠。怎②侄選擇可能出現(xiàn)鄭的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)屠行鉆孔檢查，四檢查孔鉆深應(yīng)梳穿越裂隙地段拳，檢查孔涌水墊量小于鑰2L/顯m您?競min府。在若達(dá)不到注漿局效果應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)極孔注漿，檢查孫孔位置根據(jù)現(xiàn)巨場鉆孔注漿情趴況脅確定登。⑻泄壓孔施工猛注漿結(jié)束后，慧注漿堵水效果利達(dá)到預(yù)期的目滅的，開挖施工也進(jìn)行泄壓孔施藥工，泄壓孔縱曉向長度與注漿勞長度一致（廳30m怖），徑向在開洋挖輪廓線外（罩10m揭），預(yù)左、右宣各設(shè)計滲1演個，根據(jù)現(xiàn)場姐實際情況，可烤適當(dāng)增設(shè)泄壓佩孔。撕3擦.蝦2滔富水段加強(qiáng)設(shè)亮計最⑴顧泄水洞命[漲5懶]悟根據(jù)富水段水叫壓特性，該段爭落二次襯砌可伐能會承受較高儀的水壓，因此蹤待正洞施工通咳過后，考慮在諸兩隧道中間增滿設(shè)一段泄水洞杏，起訖里程棚待DK148+帳771聯(lián)～鄭+901供，輔助正洞泄飼水、降壓，擬觸定泄水洞斷面光內(nèi)凈空尺寸為憑2.8m×3碼.6m除（牌寬跟×群高）。斷泄水洞斷面見濟(jì)圖牢8顫，豐泄水洞與正洞女橫斷面關(guān)系瓣見鳴圖詞9置。天經(jīng)真求被孕裝圖買8偏棵泄水洞斷面圖慨圖起資9管史泄水洞與正洞涼橫斷面關(guān)系圖半⑵飼襯砌防排水抖[糟6堪]默隧道拱墻初期萄支護(hù)與二次襯紙砌之間設(shè)置喊EVA專防水板及剩PVC本毛細(xì)排水板，姻二次襯砌背后萍環(huán)向設(shè)置拱墻題環(huán)向設(shè)肌Φ幸50HDPE絲透水盲管，間蔽距元6m顛；縱向透水盲帆溝直徑由原設(shè)當(dāng)計驗φ勿75斗調(diào)整至倒φ到100靠，分段長度駁12m墻，環(huán)向和縱向蛇盲管各自由蒼邊墻進(jìn)水孔引糧入側(cè)溝；館為保證縱向盲虛管水順暢的引淘入側(cè)溝，增加遞邊墻進(jìn)水孔，恭孔徑智φ蘋100鞏，間距棕3m壇。施工時保護(hù)勤好排水盲管，介防止堵塞。⑶襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)通過設(shè)置泄水雞洞集中排水及則隧道結(jié)構(gòu)自身席排水系統(tǒng)后，扒正洞按承受次1MPa爆外水壓力進(jìn)行月設(shè)計，襯砌設(shè)欺計為暖70cm友厚藥C35膀鋼筋混凝土，槐初期支護(hù)采用治30cm屯厚賢C25寨噴混凝土，工申22b姥型鋼加強(qiáng)支護(hù)塵。情4都勢注漿咸效果評價目試驗注漿結(jié)束貪后，分別采用伐涌水量分析法傷和堵水率分析蹤法檢查注漿效臟果。注漿滅依次分為三個劍階段：測壓及遭探孔、泄水狀甲態(tài)注漿、靜水師狀態(tài)下注漿；睡隨著注漿的進(jìn)宅行，掌子面孔烏涌水量隨注漿秤進(jìn)行，涌水量察逐漸變小，涌喊水量隨時間的級效應(yīng)變化如圖桌10便所示，尤其是摘在頂水注漿施旅工后，重掃前悄期鉆孔，孔內(nèi)煩涌水量明顯減蝕小，表明隨著舅注漿的進(jìn)行大濾的寬張裂隙已休被封堵，達(dá)到事一定的堵水效毛果。菌圖武10論膽掌子面孔涌水克量隨時間的變排化效應(yīng)圖俗對施工過程三灰個不同階段鉆壓孔中最大涌水壩量進(jìn)行統(tǒng)計分斧析各階段的堵嫩水率如僅表艘3告所示。龜注漿堵水率屬桶技寒榆表桐3默施工時間段堵單孔平均最大勤水量味（撫m寬3左/案h攔）凳施工注漿孔數(shù)蜜（個）禮堵水率卵（招%乘）蒜泄水狀態(tài)注漿哲前怠177喘6飼鈔-辟泄水狀態(tài)下注艱漿后應(yīng)154罰6隊13%罵頂水狀態(tài)下注拜漿后眼40爸6鳥74.00%朵從表可以看出搞，設(shè)對叛6軋個試驗注漿前葡后對比分析，波在泄水狀態(tài)下豆進(jìn)行鉆孔，平職均涌水量達(dá)到聰177m拆3乎/分h換，隨著泄水狀稈態(tài)下注漿的進(jìn)惠行，掌子面涌碑水孔水量有減緒小，但不是很饅明顯在，堵水曲率只達(dá)失到明13聽%哈。隨著頂水注么漿的進(jìn)行，孔付內(nèi)涌水量明顯返減少，頂水狀蘇態(tài)下注漿，單耗孔平均涌水量卵減小至卸40m腎3鮮/鄰h由，堵水達(dá)滋到考77課%織，達(dá)到了較好茫的堵水效果。5結(jié)束語勝輕xxx板隧道特大高壓幅涌水段有很大弱的特殊性，聞通過揚(yáng)對涌水性質(zhì)的彈準(zhǔn)確把握，并或制定與之對應(yīng)篇的施明工方案，施工魂進(jìn)行