朱家岩隧道涌水处理施工技术

简要介绍隧道涌水对隧道工程的影响，结合朱家岩隧道右线涌水段处理实例，对其处理施工方法和技术措施进行了详细陈述，为相类似工程提供一定的参考。
随着我国高速公路的快速发展，以及施工技术的提高，高速公路逐步向山区延伸。在山区高速公路的修建过程中，因地形条件限制，隧道工程占线路比例较大。在山岭隧道修建过程中经常遇到涌水等地质灾害，往往给施工过程中及隧道修建后带来较大影响。在涌水处理过程中选择合理、经济的处理方法，有着重大的技术价值和经济意义。
1.涌水对隧道工程的影响
在山岭隧道的修建过程中，涌水为隧道施工中的常见地质灾害。在隧道开挖工程中，因对开挖工作面前方地质情况预报不准确造成的涌水事故，将发生施工人员伤亡并造成较大的经济损失。
在隧道衬砌施工完以后，因涌水处理不彻底，而使衬砌渗漏水，造成隧道侵蚀破坏，特别是在渗漏水具有侵蚀性的情况下，对衬砌和隧道设备的腐蚀性更严重，路面积水环境恶化，降低了路面与轮胎的摩擦力。寒冷地区反复的冻融循环，造成衬砌混凝土冻胀开裂破坏；衬砌与围岩之间，由于冻胀引起拱圈变形、破坏。隧道路面层因涌水而使路面冒水，在寒冷地区从而形成冰坡，冰锥，是行车安全得不到保障。隧道内的各种附属设施和设备对于绝缘与防锈都有严格要求，隧道不渗水是其正常工作的必要条件，因此搞好隧道的涌水处理，保证隧道不渗不漏，是保证隧道行车安全和长期使用的重要条件。
2.工程概况
朱家岩隧道右线是沪蓉西高速公路宜昌至恩施段上的一座两车道长隧道，隧道起点桩号为YK51+841～YK53+127，全长1286米。建筑界限总宽为9.75m，净高为5.0m，纵坡为+2.805%。由于隧道进口端无进洞条件，因此隧道施工由出口端往进口端施工。
朱家岩隧道地层多为可溶性碳酸类岩石，地下水极其发育，主要有孔隙水、基岩隙水和岩溶洞隙水，补给源为大气降水，这种地质条件施工极易出现涌水等地质灾害。
3.涌水情况及处理方法
3.1涌水情况描述
当隧道开挖至YK52+164时，通过超前探孔揭露前方围岩裂隙发育，并有涌水现象，根据现场实际情况，通过对涌水量的测定，并不需要通过帷幕来进行堵水，并揭示前方并无溶洞发育。确定采用“排、堵、防排结合"的方案处理涌水。通过加强初期支护的方法先进行开挖，开挖后采用压住水泥浆进行堵水，最后采用加强防水层，加大和加密涌水段环向透水管盲沟及横向泄水管来加强排水。
3.2初期支护
根据现场实际地质情况，将原设计的S5复合式衬砌，支护参数为：L=2.5m，局部Φ22药卷.，锚杆、C20喷射混凝土厚6cm、C25防水衬砌混凝土厚30cm；变更为S3复合式衬砌，支护参数为：双层Φ6钢筋网，间距为20×20cm、L=3.5m，Φ22药卷锚杆梅花型布置，间距1.0m(环)×1.0m(纵)、Φ22格栅钢架纵向间距为1.0m、C20防水喷射混凝土厚22cmC25防水衬砌混凝土厚40cm，仰拱采用40cm厚C25防水衬砌混凝土。洞身开挖前采用超前锚杆进行预支护，超前锚杆采用L=3.5mΦ22药卷锚杆，环向间距40cm，纵向每2.0米设一环，外插角10～20°，根据实际岩体节理面产状确定锚杆的最佳方向。超前锚杆应保持不小于1.0m的水平搭接长度，为加强共同支护作用，将超前锚杆尾端与格栅钢架主筋焊接在一起。隧道洞身开挖遵循“短进尺、弱爆破、紧支护、勤监测"的原则施工，每掘进一循环，都要对前方地质进行超前短探孔预报，对涌水量进行测量。因涌水段离洞口较远，高差较大，用高扬程水泵三次井点降水进行排水。对涌水集中点采用透水软管引流到积水井，以防止漫流，影响施工。涌水段开挖一定长度后，及时进行仰拱的开挖和仰拱混凝土及仰拱填充的施工，使断面尽早形成环向封闭。洞身开挖后应及时进行监控量测，提高观测频率，随时注意变化。
3.3注浆堵水
涌水段顺利开挖和初期支护后，经过一段时间的观察和监控量测，YK52+160～YK52+080段存在几股集中的涌水以外，其余均为渗水，只是喷射混凝土表面有少量水流出。涌水集中处的水量与地表降水有关系，地表雨量大，涌水的水量也大。
按照施工方案，采用压注M30水泥浆进行堵水。注浆管采用L=3.5m，Φ42钢花管，间距为1.0m(纵向)×1.0m(环向)，梅花型布置，钢花管前部钻注浆孔，孔径6～8mm，孔间距10～20cm，梅花型布置，钢花管前端加工成锥型，尾部预留不少于30cm的止浆段。钻孔完成后，所有孔都用压力水从孔底进行清洗，并穿入钢花管，尾端用砂浆进行锚固。水泥浆液水灰比采用0.75，水泥采用325普通硅酸盐水泥，注浆压力为1.0～2.0MPa。在注浆施工前应对注浆系统的设备运行进行调试，以提高注浆的施工质量。注浆过程中，水泥浆液要连续搅拌，因为水泥是颗粒性材料不搅拌就会离析沉淀，甚至结块造成材料的浪费。注浆施工在压力达到最大压力时持续注浆，直至相邻的注浆管都有浆液溢出时才停止注浆，进行下一个注浆施工。注浆施工完以后，通过几次降雨的观察，原来几股集中有水涌出的地方，现在水量明显减小，只是有少量水流出，整个涌水段只有三个地方小范围的有水渗出现象，压注水泥浆基本达到了堵水效果。
3.4防排水
在注浆结束后，通过监控量测数据反映此段已变形稳定，可以进行二次衬砌的施工。隧道拱墙部布设防水层，防水层采用1.2mm厚的PVC防水板和双层300/m2的土工布配合使用。在施工防水层之前，应对所有的注浆管和锚杆尾端多余部分割除，并用砂浆抹平，以防止扎破防水板，影响防水层质量。为尽快疏导防水层背后的积水，在防水层与初期支护之间环向设置TR加劲型软式透水管盲沟，将原设计的Φ50透水管每10m布置一环，变更为Φ100透水管每5m布置一环；两侧初期支护边墙脚处设置Φ100TR加劲型软式透水管纵向盲沟，且沿隧道两侧全长设置，并于环向盲沟相连；纵向盲沟通过边墙Φ100PVC泄水孔与隧道内排水沟连接，泄水孔2.5m布设一处；对单个涌水点，用Φ50TR加劲型软式透水管直接引排至边墙泄水孔。在施工缝和沉降缝位置，都设置XZ-322-30型中埋式橡胶止水带进行防水。衬砌混凝土采用防水混凝土，抗渗标号不低于P8，防水混凝土外加剂采用FS型防水剂，掺量按每立方米25kg计算，可以等量取代水泥。二次衬砌施工采用经济、快速有效的全液压钢模衬砌台车整体浇筑。
4结论
朱家岩隧道右线涌水段，在施工中通过上述处理后，经过几次降雨的观察，衬砌表面干燥无渗水现象。实践证明，在山岭隧道涌水段施工中，只要我们认真针对现场实际情况选择合适的处理方案，并且加强防排水设计及其施工质量，涌水段二衬混凝土表面渗漏水现象是完全可以防止的。