岩溶隧道特大涌水治理技术

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1、岩溶隧道特大涌水治理技术内容提要：本文结合栋梁屯二号隧道的涌水治理情况，阐述了在岩溶地区隧道涌水的综合治理措施。关键词：隧道涌水治理措施1、概述：在岩溶地区修建隧道，由于岩溶发育，涌水是极易发生的灾害之一，容易导致围岩坍塌及隧道倒灌等工程事故。因此，对隧道涌水进行综合治理是一项重要的任务，尤其在施工阶段，采取必要的治理措施即可以防止突水灾害的发生，又为以后的运营安全提供保障，同时也可以保持地表农业生态环境。本文结合栋梁屯二号隧道的涌水治理情况，从几个方面阐述了隧道涌水的综合治理措施。该隧道地处岩溶发育地区，基岩裂隙水水

2、量丰富，区内构造以断层发育为特征，主要发育有两条暗河；设计隧道要穿过3条断层及上述两条暗河，其中一条暗河与隧道多次相交。暗河水的主要来源为地表水和河水，尤其在雨季水量较大，设计隧道最大涌水量为15万立方米/天，并且地下水有沿断层破碎带形成突水的可能，极易造成灾害性事故。2、治理方案的选择根据地质勘测设计资料，隧道于DK201+790~DK202+435段涌水量较大，此段隧道埋深约为300米，暗河在DK201+600~DK202+125段与线路多次相交，并且沿F1、F2两断层发育，经分析，我们认为在断层破碎带，线路与暗河

3、相交汇处有发生特大涌水的可能。根据以上情况，我们认为该段涌水在隧道内宜以堵为主，堵排结合。因为此段涌水来源于暗河水，又与地表水相通，靠排在隧道内难以达到预期目的，同时也于地表不利。以堵为主，阻止岩溶水进入隧道，然后在衬砌之外辅以相应的排水设施，从而在隧道内达到彻底治水的目的。按照加固密实隧道开挖围岩并止水的原则，我们采取了如下治理涌水的施工方案。2.1、应用地质超前预报技术，准确测定F1、F2断层及影响带位置、以及暗河的位置和走向2.2、在涌水带采取以堵为主，疏排为辅的方法防治地下水，即以深孔预注浆超前固结围岩并止水，

4、堵排结合防治突水。-6-2.3、固结止水后的围岩开挖采用超前小导管支护，短台阶开挖，工字钢架支护方案进行施工。2.4、设置衬砌防排水系统，将进入开挖断面内的地下水及时排出。3、涌水治理措施3.1超前地质预报为了在施工前准确探明不良地质体的位置、规模，以及暗河的走向，避免盲目性，保证安全生产。我们采用了TSP—202超前地质预报系统与超前探孔相结合的方法进行地质预报。3.1.1、TSP—202超前地质预报系统由传感探头管、传感器、记录仪和相关分析软件组成。其基本原理是人工制造一系列有规则排列的轻微震源，通过这些震源发生的

5、地震波向掌子面进行传播，这些地震波遇到地层层面、节理面，断层破碎带界面、暗河、溶洞，岩溶陷落柱、淤泥带等不良地质时，将产生反射波。通过对这些反射波进行分析，判明前方不良地质面的里程及性质。主要测试工序为：①测试准备：埋没传感器、布置震源。②震源药包起爆。③采集数据：分析记录地震回波信号。④分析数据：对回波信号解释处理。⑤结合已有的地质资料和施工数据确定地质体位置和规模。在施工过程中，根据设计及实际施工中遇到的情况，在接近不良地质地段100m左右，就进行一次仪器探测，通过探测，我们发现，F1和F2断层破碎带宽度大，岩层裂

6、隙发育，暗河部分地段沿断层发育，有发生涌水的可能。3.1.2、超前探孔预测：根据TSP—202系统探测到的结果，为进一步确定不良地质的详细资料。在接近F1和F2断层时采用地质钻机施钻超前探孔，根据岩芯岩屑、流水、钻速来分析判断岩质及地下水的情况。钻机采用XY—2型地质钻机，在隧道中心处设钻孔4个，钻孔深度最大40m，最小25m。钻孔工艺流程：搭设钻孔平台，安装钻孔测定孔位钻孔接长钻杆退钻-6-通过超前探孔的探测结果，发现在F1断层处，破碎带宽度约为15m，破碎带内裂隙发育，孔隙率大，含水量丰实，且具有一定的压力。经初步

7、测算其涌水量可以达到Q=2000m3/h。3.2、断层涌水段深孔预注浆施工根据仪器探测及深孔钻探得出的结果，两断层位置的含水量较大，施工中稍有不慎，将会发生突水灾害。因此，决定采用局部地段深孔预注浆止水，结合小导管注浆超前支护的方案进行施工。这样，既可以加固断层带、封堵地下水，又可以形成超前支护，有利于隧道开挖。3.2.1、深孔预注浆的参数选择：①注浆方式为渗透注浆，浆液扩散半径根据测定的围岩裂隙度，选定扩散半径为r=4.0m；②注浆方式采用全长一次压入式注浆，注浆长度20m，钻进遇涌水时，则采用前进式分段注浆，逐步向

8、前推进封堵；③一次注浆量按v=αβrπL计算，α—围岩可填充系数，经测定可取为α=0.2，β—浆液损耗系数，取β=1.1～1.3；④注浆孔间距4.0m，外插角10°；⑤注浆孔压力为1.3～1.5Mpa；⑥注浆管选用φ70焊管，其上设φ8mm小孔。3.2.2、注浆材料：为了保证注浆材料能在破碎围岩中均匀渗透，提高围岩固结强度，有效封