维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第１７期 Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．１７ ２ ０ ０ ７年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊｕｎ．２００７ ・３３５・ 文章编号：１００９．６８２５（２００７）１７—０３３５—０２ 歌乐山隧道突发性涌水整治技术 李海涛 摘要：结合工程概况，介绍了歌乐山隧道平行导坑在富水地段施工出现的突发性涌水所采取的大涌水注浆、帷幕注浆 堵水等治水技术，并对其止水效果进行了评价，从而为此类地质条件下的隧道施工提供了经验。 关键词：铁路隧道，富水地段，帷幕注浆，施工技术 中图分类号：Ｕ４５７．２ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 作止浆墙成为关水注浆的关键工序，以防水压过大将工作面围岩 愉 铁路歌乐山隧道是集滑坡、岩溶、煤层瓦斯、采空区、暗 破坏导致水势更猛，浆液随水外流。 洞、涌水为一体，地质条件十分复杂，尤其是涌水量达５３ ０００ ｍ３／ｄ， 止浆墙厚度按下式计算： 水压达２．２ ＭＰａ，而且洞顶分布大小水库十余座，地下与地表水 Ｂ＝Ｐｎｒ／［ ］＋０．３ｒ。 相互连通，给超前地质预报带来了一定的困难。歌乐山隧道位于 其中，Ｂ为止浆墙厚，ｍ；Ｐ０为止浆终压，ＭＰａ；ｒ为注浆面隧 愉怀铁路第Ⅱ标段团结村至井口车站之间，起讫里程为ＤＫ１＋ 道开挖半径，ｍ；［ ］为混凝土墙允许抗压强度，ＭＰａ。 ５印～ＤＫ５＋６１０，全长４ ０５０ ｍ。距隧道左侧２５ ｍ处设平行导 根据计算，考虑实际情况确定墙厚３ ｍ。止浆墙施作前必须 坑，全长１ ７６０ ｍ，起讫里程为ＰＤＫ２＋９９０－－ＰＤＫ４＋７５０。该隧道 将纵、横向裂缝的散水及主涌水归流于 １６Ｏ的钢管中，以便于止 采用新奥法施工，富水地段采用抗水压钢筋混凝土衬砌，初期支 浆墙的施作及注浆。止浆墙施工中应将底部嵌入硬岩内５０ ｃａｎ， 护根据围岩类别分为锚杆、钢筋网、格栅钢架、喷射混凝土的不同 两侧应嵌入开挖轮廓线外３０ ｃｍ，以有效抵御５ ＭＰａ的注浆压力， 组合。 止浆墙内应以一定的角度预埋一定数量的３ ｍ长，中１０５的帷幕 隧道岩溶发育地段长达１ １００ ｍ，岩溶发育的自然和地质条 孔口管及 ｌ５Ｏ的小导管（钢花管），小导管尾端应紧贴岩壁。 件特别充分，隧道顶可溶岩出露地带地表漏斗、洼地、溶洞、溶槽等 ２．２ 关水 溶蚀现象发育，且岩溶水位较高，岩溶水顺层面连通性较好，而且 ２．２．１关水前注浆充填止浆墙周边缝隙 在隧道修建过程中还不允许大量漏水，给隧道修建造成极大困难。 由于混凝土的收缩作用，止浆墙的顶部与拱顶围岩之间存在 隧道岩溶区段埋深２５ ｍ左右，地表标高－Ｉ－５００ ｍ左右，隧道 一定的缝隙。为避免关水时水从缝隙中流出，需要先行注浆将其 所在地区有两个基准面： 封堵。 １）山区河流水面形成基准面，标高大约＋４６０ ｍ左右，位于隧 依据注浆的目的、工艺、浆液胶凝时间的现场试验及其要求， 道上方； 决定采用水泥一水玻璃双液浆，浆液配比为０．８：１（重量比）；水玻 ２）长江、嘉陵江水面形成的区域侵蚀基准面，标高大约＋２００ ｍ 璃浓度为３５ Ｂｅ 。注浆时应对压力及注浆量准确控制，以确保堵 左右，位于隧道下方，为重庆岩溶和至少两层水平岩溶提供了条 水效果。 件。 ２．２．２关水前进行孔口管注浆 该隧道强岩溶地区是嘉陵组灰岩，分布观音峡背皱两翼，总 为了关水后的帷幕注浆孔及检查孔钻进方便，在止浆墙浇筑 宽约１ １００ ｍ，此外还有雷口坡组顶部灰岩。而且嘉陵江组灰岩和 时便预埋孔口管，孔口管尾部贴近掌子面，关水时，压力水可能沿 雷口坡组灰岩均为倾角陡立岩层，又位于紧闭背斜的两翼层间滑 止浆墙及孔口管周边的裂缝漏水，同时对整个止浆墙产生压力， 动明显，层间滑动断层发育，这些都为岩溶发育提供了有利条件。 因而关水前要对这些孔口管进行注浆。２００２年７月４日对止浆 歌乐山隧道突发性涌水里程分别为ＤＫ２＋６１９．６，ＰＤＫ３＋ 墙周边小导管注浆完后紧接着注预埋的孔口管浆液，孔口管注浆 ６３３，ＰＤＫ３＋６４８，ＰＤＫ３＋６５９，ＰＤＫ３＋４８４，下面就以位于ＰＤＫ３ 时，浆液充满管后结束注浆。 ＋４８４处的涌水情况及治水技术为例，阐述隧道富水区突发性涌 ２．２．３关水 水处的施工技术。 关水是堵水成败的关键。由于出水点靠近掌子面的左上侧， ２００２年７月２日，歌乐山隧道平导推进至ＰＤＫ３＋４８４处时， 关水后止浆墙可能产生变形破裂。因此，关水时必须对附近的围 在工作面左侧发生了突发性涌水，涌水量达３００多方／１１，而且水 岩及止浆墙密切监视。经试验检测结果表明，在ＰＤＫ３－Ｉ－４８４处 中夹杂着３０％以上的黄泥及砂，泥砂和爆破后的碎渣堵塞了平导 止浆墙３ ｄ强度已达到２５ ＭＰａ，满足设计强度的要求。于２００２ 的工作面，而且平导又在富水区，石质破碎，进度缓慢。 年７月５日晚进行关水试验，涌水的两根主引流管Ａ，Ｂ，由于Ｂ ２堵水方案 号管的水比Ａ号管小，关水顺序应由Ｂ到Ａ。关水后止浆墙周边 ２．１施作止浆墙 无漏水，止浆墙及拱顶无漏水现象。 由于水量大，纵向裂缝的散水较多且含泥砂量较大，因此，施 ２．３大涌水注浆 收稿日期：２００７．０２—０８ 作者简介：李海涛（１９７８．），男，助理工程师，中铁十一局集团二公司，湖北十堰４４２０１３ 维普资讯 http://www.cqvip.com ．３３６． 辇 背 山 西建筑 单孔出水量大于ｌ０ ｍ３／ｈ时，采用单双液循环注浆方 大涌水注浆结束后，为了防止大水再次出现，必须在掌子面 注浆方式；进行帷幕注浆，将隧道内的水推到离隧道开挖轮廓线较远的围岩 式，必要时采用止浆塞进行后退式注浆。 处。 ｂ．根据涌水压力来确定注浆终压。 注浆过程中，各个孔注浆由于围岩裂隙大小不一，而且岩溶 裂隙水可能与地表连通，注浆时压力时间上不去，在此情况下，注 １）帷幕注浆工艺流程见图１。 晤泵 测量放孔 （用油漆标注在掌子面上） 浆压力不能再用帷幕注浆的单孔注浆结果标准，而只能利用注浆 接通动力电源 安装供风系统 量的大小来控制。必要情况时调整浆液配合比和胶凝时间。 ２．４检查分析 帷幕注浆结束后，分别对主导流管Ａ号，Ｂ号和按照设计图 上定位的４个检查孔对其压水试验进行检查。经检查，只有两个 检查孔的水量均在２ ｍ３／ｄ～６ ｍ３／ｄ左右，而且在压水时，检查孔 钻机平台及俯仰角确认固定 开口、安装孔口管 安装灭尘供水系统 ｊ Ｉ 的水压均小于０．７５ ＭＰａ，涌水量小于０．２ Ｌ／ｍｉｎ，符合帷幕注浆 Ｉ笪 壁堑ｈ 巫 否 效果的判断标准。 ３止水效果及其评价 采用止浆墙全断面预注浆（帷幕注浆），在歌乐山隧道富水段 共进行了３个循环，共计１０２ ＩＴｌ，其效果如下： １）堵水率高，总堵水率达９５％以上。从１０２ ＩＴｌ的注浆段看， 开挖面无大股涌水，只有个别地方有零星散滴水，不足于危及施 工安全；经检查证明，注浆后已在周边形成了止水帷幕，达到了注 浆目的。 Ｉ［亟函 ｆ否厂 『＿］ 是否已完成本循环钻孔及注浆 钻注浆效果检查孔 否 是否满足注浆质量标准 是 补注浆钻孔位鼍及深度 ２）加固围岩效果好。从开挖面可观察到浆液在岩层内充填 密实、扩散均匀、胶结牢固、结实体具有一定的强度。这充分说 明，注浆有效地改善了地层，提高了围岩的稳度，有效地防止了围 岩的坍塌和变形，确保富水段安全顺利施工。 囱２）帷幕注浆参数。 图１ 帷幕注浆施工工艺流程图 ａ．每个循环注浆长度２７ ＩＴｌ，开挖长度２０ ＩＴｌ，留７ ＩＴＩ作止浆岩 盘，实际施工中可根据出水量的大小来调整其参数，但止浆岩盘 不得小于３ ｍ； ４结语 通过歌乐山隧道富水段突发性涌水的施工实践，对隧道突发 性涌水的处理，认为以下几点是非常重要的。 ｂ．单孔有效扩散半径２．５ ＩＴｌ，终孔间距３ ｍ； ｃ．注浆范围为开挖轮廓线外４ ｍ； ｄ．注浆终压：为静水压力的３倍； ｅ．浆液配比：根据超前探测的围岩地质情况、出水量的大小 １）对于突发性大涌水，首先将其归流，使其处于可掌握之中， 并尽快施作止浆墙。 ２）富水地段二衬紧跟，确保隧道施工安全。 ３）利用突发性涌水压力高流动性小的特点可采用单液浆封 堵，使其有较远的扩散范围和较高的强度。 参考文献： 来确定；单液水泥浆的水灰比为０．８：１，水泥—水玻璃双液浆体积 比为１：１；缓凝剂掺量１％～３％，凝胶时间３０ ｓ－－５０ Ｓ。 ３）钻孔。 ａ．钻孔设备采用ＺＹＧ１５０钻机； ｂ．钻孔时采用由下往上，先远后近的钻孔顺序。 ４）注浆。 ａ．根据出水量的大小来确定注浆方式。 ［１］ＪＹＪ ＴＢ１０２０４—２００２，铁路隧道施工规范［ｓ］． ［２］刘益勇，邓荣富，左座喜．歌乐山隧道帷幕注浆堵水施工技术 ［Ｊ］．铁道标准设计，２００３（３）：１４—１５． ［３］刘益勇，邓荣富，左座喜．歌乐山隧道帷幕注浆堵水施工技术 ［Ｊ］．铁道标准设计，２００３（ｓｕｐ）：８－９． 钻孔过程中，单孔出水量２ ｍ３／ｈ＜１０ ｍ３／ｔａ时采用前进式注 浆；水量小于２ ｍ３／ｈ时，一次性钻至设计孔深，然后采用一次性 Ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｕｎｐｌａｎｎｅｄ ｗａｔｅｒ ｇｕｓｈｉｎｇ ｉｎ Ｇｅｌｅｓｈａｎ ｔｕｎｎｅｌ ＬＩ Ｈａｉ－ｔａｏ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｉｅｃｔｓ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｗａｔｅｒ ｇｕｓｈｉｎｇ ｉｎｊｅｃｔｉｇ，ｃｕｒｎｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ｗｈｅｎ ｈａｐｐｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｐｌａｎｎｅｄ ｗａｔｅｒ ｇｕｓｈｉｎｇ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒｙ ｓｅｃｔｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｉｌｏｔ ｔｕｎｎｄ ｏｆ Ｇｅｌｓｈａｅｎ ｔｔｍ— ｎｄ，ａｎｄ ａｐｐｒａｉｓｅｓ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ，ＳＯ ｔｏ ｇｉｖｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔ｝ｌｉＳ ｋｉｎｄ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｍｌｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ，ｗａｔｅｒｙ ｅｃｔｏｒ，ｃｕｒｔａｉｓｎ ｇｒｏｕｔｉｇ，ｃｏｎｓｔｎｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ