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如何预防和修补高水压富水山岭隧道中出现的渗漏水现象

2012-06-20査云山

科技资讯 2012年10期
关键词:山岭水害富水

査云山

摘要:我国尤其是西南地区分布着面积巨大的岩溶地区,不少隧道工程会穿越高水压富水山岭。在工程建成和实际运营中,高水压富水山岭隧道出现渗漏水现象的情况比较突出,已经成为重要的水害形式之一,严重影响着隧道的使用质量和运营水平。高水压富水山岭隧道的防渗堵漏涉及化学工程和建筑工程两个大领域,尚有有许多问题需要解决。在本文中,笔者就高水压富水山岭隧道中出现的渗漏水现象的预防和修补措施进行了分析和探讨。

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791 (2010)04(a)-0000-00

一、前言

交通系统是保证我国经济活力的“经脉”,依靠四通八达的交通设施,我国的经济活跃带被紧密地联系成为一个整体。隧道作为我国一种特别重要的交通设备,它在促进我国经济发展、为人们提供出行便利方面发挥了非常重要的作用。但是由于我国幅员辽阔,隧道工程往往需要经过各种各样的地形地貌,复杂地质已经成为限制隧道发展的重要客观因素之一。特别是在我国的西南地区,隧道工程不可避免地要经过高水位富水地区,高水压富水山岭隧道的渗漏水现象便成为了建设隧道时需要重点关注的质量问题之一。确保高水位富水隧道设计方案的科学性与合理性,是目前研究的热点和难点问题。

二、隧道水害对岩溶地区隧道工程的不利影响

对高水压富水山岭隧道中出现的渗漏水现象采取科学合理的预防和修补措施,必须要建立在了解岩溶地区特性以及深刻认知隧道水害对隧道工程危害的基础上。综合工程实际经验以及众多文献资料,隧道水害对岩溶地区隧道工程的不利影响主要体现在以下几个方面:

第一,导致严重的工程灾害。在高水压富水山岭隧道的施工过程中,最容易出现的事故便是涌水事故(尤其是突发性涌水事故)。这些(突发性)涌水事故常常伴随涌泥和涌砂问题,岁冲毁机具、淹没坑道、中断施工,甚至造成后果严重的人员伤亡。

第二,容易造成地面塌陷。岩溶地区隧道涌水、突水以及突泥的重要地质环境效应的表现形式之一便是地面塌陷。因为以上原因导致的地面塌陷往往事发突然、发展迅速,并且具有很大的危害性和波及后果。例如,衡广线某隧道因为隧道涌水导致的地面塌陷事故便是典型案例之一。该次事故导致地面出现了200余个陷坑与塌洞,损毁了众多的生产水源、居民区以及农田;更为严重的是,该地区的降水通过陷坑与塌洞直接灌入到隧道当中,引发了隧道的突泥和突砂。

第三,危害当地的水资源和水环境。揭露充水围岩、疏排地下水是岩溶地区修建隧道时必可避免的施工手段之一,但是这些施工手段会大量消耗该地区的地下水资源,扩大降落漏斗,其影响范围之内的地下水资源供应情况均会受到该隧道的影响,进而发生河溪断流、水井干涸等问题,危及当地的生活用水和工业用水。另外,隧道施工过程中形成的污染物会直接排入到地下水当中,污染当地的地下水环境;同时,隧道的大量涌水会加速水交替的速度,强化了氧化作用,使水资源当中的Fe(铁)、 Cu(铜)、Zn(锌)等金属的含量增加或者是影响水资源的Ph值。

因此,预防和修补高水压富水山岭隧道中出现的渗漏水现象势在必行,而且要充分考虑当地的地形环境和隧道工程特点,彻底杜绝该类问题。

三、高水压富水山岭隧道中出现的渗漏水现象的预防和修补措施

第一,完善高水压富水山岭隧道的防排水设计。完善的高水压富水山岭隧道的防排水设计施工预防高水压富水山岭隧道中出现的渗漏水现象的关键性举措。当前,新材料、新工艺层出不穷,在隧道工程当中,应该要勇于应用和实践相对比较成熟的新材料、新工艺,提高高水压富水山岭隧道的防排水技术水平。在高水压富水山岭隧道工程的防排水体系设计方面,一定要严格落实“一堵两排两防”的原则,即一圈围岩注浆堵水,喷射混凝土与防水层间、防水层与衬砌混凝土结构间两圈排水,专用防水层和衬砌混凝土两层防水。

第二,重视围岩注浆技术。 高压水的处理一般需要一定的时间,当高压水出露后应对高压水进行全面系统的研究,除进行正面封堵外,同时可进行绕避施工。绕避施工不是盲目的,应提前对绕避位置进行全面系统的物探和超前钻探,尽可能地掌握掌子面前方地高压水裂隙、管道走向、水流方向等信息,以达到绕避施工通过的目的。高压封堵注浆出水点可能发生在探孔、炮眼或掌子面上,可考虑不同的封堵方法。如考虑加宽、加深洞内的排水沟;施工混凝土挡水墙、预埋钢管等排水管;采用化学浆液与普通浆液相结合的方法;利用TSP、地质雷达或超前探孔判断管道的分布方向;利用超前探孔注染料的方法判定水流方向等等措施和手段,最终达到针对高压水的分流减压、有的放矢、封堵成功的注浆堵水技术。

第三,喷射混凝土。在喷射混凝土的过程中,对围岩有少量渗水的部位,在喷水混凝土中掺入BR-2型防水剂,掺入量为水泥的3%-4%。在渗水量较大的部位,先找准出水点,钻10cm-0cm深集水孔,空中插入导水管排水,然后在该渗水区域,围绕导水管,由远及近喷射混凝土,最终将水集中于导水管。待喷射混凝土达到其强度的70%左右时,用BR-1型防水剂堵水。

四、结束语

我国尤其是西南地区分布着面积巨大的岩溶地区,不少隧道工程会穿越高水压富水山岭。在工程建成和实际运营中,高水压富水山岭隧道出现渗漏水现象的情况比较突出,已经成为重要的水害形式之一,严重影响着隧道的使用质量和运营水平。开展有针对性的研究并努力将研究成果转化实际,是杜绝,高水压富水山岭隧道出现渗漏水现象的重要措施之一。

参考文献:

[1] 潘建明. 高水压山岭隧道衬砌水压力有限元分析方法[J]. 长沙铁道学院学报(社会科学版),2006,(03):120-123.

[2] Analytical Study on Hydraulic Seepage Pressure behind the Tunnel Lining[A]. Flow in Porous Media--From Phenomena to Engineering and Beyond:Conference Paper from 2009 International Forum on Porous Flow and Applications[C],2009:223-224.

[3] 高新强. 高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究[J]. 岩石力学与工程学报,2007,(05):125-126.

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