刘利英

0 引言

隧道作为一种地下建筑物，在施工过程中不可避免地要遇到地下水的干扰，从而引发许多特殊的工程问题，如塌方、冒顶、涌水、突水，甚至地下泥石流、隧道大变形等。据统计，南昆铁路的415座隧道中，15%的洞段发生塌方，93.5%发生涌水;青藏铁路关角隧道通过 11条断层带，修建过程中，发生塌方达 60余次;而隧道断层破碎带则极易发生突水、突泥淹没隧道，损坏机械设备，危及人身安全，造成重大经济损失，并成为地质灾害。为防患于未然，断层破碎带的防水治水工作不容忽视，本文结合云中山隧道洞内断层破碎带渗、涌水特征提出了几种防排水措施，对同类型隧道的防排水施工有一定的参考价值。

1 工程概况

云中山特长隧道下行线起讫里程LK 41+475～LK 47+040，全长5 565m，纵坡坡度为2.15%～2.7%，该隧道位于盘道岭～化北屯褶皱带的东南翼，大致沿北东方向展布。隧址区断裂发育，为高角度的逆断层与正断层，断层破碎带及其影响带较宽，断层影响带内岩体破碎，呈碎石状松散结构，隧道围岩主要为灰红色、灰白色花岗岩夹泥岩。围岩变化频繁，地质条件复杂。当隧道开挖至LK 42+644时出现大量渗水，渗水量达 460 L/h，渗水点散，有的在拱顶、有的在边墙、有的在掌子面;水质较清。围岩主要是灰红色强风化花岗岩夹泥岩，泥岩松散软弱，遇水易软化，灰红色强风化花岗岩破碎，裂隙发育。根据地质条件及实地勘查，研究认为此段地下水丰富，主要是基岩裂隙水，灰红色强风化花岗岩为含水层，泥岩为隔水层，主要受断层破碎带影响。围岩整体性较差且富水，施工过程中渗、涌水较为常见。

2 治水措施

由于地下水主要为基岩裂隙水，根据渗水量的大小、压力、分布情况采取不同的处理方法。

1)对于大面积渗水，裂隙发育的地方，采用固结注浆:将隧道周边渗涌水控制在一定限度，同时对隧道围岩进一步加固。注浆施工参数的确定:a.注浆孔管布设:孔径为50mm，孔深200 cm，间距 75 cm，梅花形布置。在每个注浆口处设一 φ42孔口注浆固定管，长度60 cm;b.注浆浆液参数:水泥浆水灰比为0.8∶1～1∶1，水玻璃浓度为25Be′～40Be′，水泥浆与水玻璃的体积比为1∶1;c.注浆压力:控制在0.5MPa～1MPa，由现场试验情况具体确定。

注浆施作要点:a.注浆管路系统的试运转:在注浆前将各种设备连接成注浆系统，接好风、水、电，连接好各种管路系统，用1.5倍～2倍于注浆终压对系统进行吸水试验检查，检验管路系统能否耐压，有无漏水;检查管路连接是否正确;检查设备机况是否正常。确保系统均处于良好的状态方可进行注浆作业。b.制浆:水玻璃原液51 Be′，模数2.1～2.8。按要求稀释成 25 Be′～40 Be′使用。稀释方法是边加水、边搅拌、边测量，至 35 Be′为好。水泥浆的配制按料重先轻后重的顺序投料，先在搅拌筒内添加好清水，在开动搅拌机的情况下，缓缓加入要求的水泥量。搅匀后(一般为5min)，经5mm×5mm孔的网筛过滤后，即可放浆供注浆用，为实现连续制浆、连续注浆，必须配备 1个 ～2个储浆桶。c.注浆顺序:根据降水漏斗原理，一般先注外圈孔后注内圈孔，先注无水孔后注有水孔。如遇窜浆或跑浆，则间隔 1个孔或几个孔灌注。d.注浆压力的控制:由于注浆管路一般都短于30m，且弯头少，进出浆口高差也在 6m以内，经验表明注浆压力的管路损失很小，在0.1MPa以内，所以可认为注浆压力就是显示的泵压值，由注浆泵的油压控制调节，按注浆终压计算出泵的油压值来控制。对注浆泵油压的设置，当达到该压力且继续升高，会自动停泵，十分安全，不致发生超压注浆而出现危险。e.浆液配比的控制:浆液的配比受凝胶时间的直接控制，它的控制原则一般是先稀后浓，逐级变换。可根据围岩的破碎程度及裂隙发育情况确定采用间歇注浆或连续注浆，确保浆液注入后达到预期的固结作用。

2)对大面积渗水、裂隙发育段固结注浆后再进行喷射混凝土封堵，在喷射混凝土中适当增加速凝剂的量，减小水灰比。喷射混凝土可分为 2层～4层，每层厚度不小于 5 cm，当隧道开挖后立即喷射第一层混凝土进行封闭，喷后断续漏水的加设ψ形弹簧排水管(其布设方法见图1)。立即向其表面喷射2 cm～3 cm速凝灰浆包裹固定，然后喷第二层混凝土进行封闭。如还有渗漏水现象，在渗漏点钻眼引水，再加ψ形弹簧管，喷射混凝土，直至封闭为止。ψ形弹簧管一端引入集水坑。

3)对边墙渗水较大的点采取引、排;出水点钻孔后用钢管或软管插入，尺寸大小及长度视具体情况而定;插入点管子周围用防渗水泥或补喷混凝土进行封堵，尽量使水由管子排出。

4)对拱顶渗水点，用锌皮容器悬吊接水，容器下部用软管连通;锌皮用膨胀螺栓固定或在拱架上焊接钢筋用铅丝绑扎。拱顶散水点铺贴防水板或用锌皮片把水引入悬吊容器或直接引至边墙，在边墙上挖纵向水沟，拱顶散水引到边墙流入水沟。

5)对拱脚用管子无法直接引水的渗水点，采用边墙底板挖集水坑，埋入大油桶并用岩碴覆盖(保证边墙的稳定)，桶内放一个小潜水泵，潜水泵软管由桶内引出后沿边墙吊挂，为防止开挖飞石破坏管子，可用软管与钢管配合使用。油桶埋入深度以不被装载机出碴破坏、不影响施工为止，引入油桶的水注意过滤，可以挖引水沟放碎石过滤，也可以用管子引入，尽量减少泥沙流入桶内。

3 几点体会

1)断层破碎带施工应尽量避开雨季，采取有效措施减少地表水的渗入。2)断层破碎带防排水施工进度上不能急于求成，但在施工过程中应保证安全快速，尽量减少工序之间有脱节现象。3)临时防排水工程施工完毕对注浆地段应加强监控量测，及时反馈信息，以信息指导施工。同时对已注浆地段及周边加强观察，对仍渗、涌水及注浆后出水量、出水点位置变化情况进行详细记录。

4 结语

随着科学技术的进步，地下工程的建设将不断深入，工程地质和水文地质条件将愈加复杂，如何在不良地质条件下(如断层破碎带、基岩裂隙水富集等)，优质高速建好隧道等地下工程，加强对基岩裂隙水的理论和实践研究，掌握断层破碎带地下水的赋存规律，认识其渗流特性并能在施工时进行科学合理的治理，具有极其重要的现实意义。

[1] 中交一院.云中山隧道防排水设计图[Z].2009.

[2] JTG D 70-2004，公路隧道设计规范[S].

[3] JTG F60-2009，公路隧道施工技术规范[S].

[4] 大岛洋志.隧道开挖时涌水枯水的计算[J].隧道译丛，2009 (8):11-14.