摘要：隧道建设施工过程中，由于地质条件复杂，隧道涌水现象成为隧道施工中常见的地质病害之一，给隧道施工带来非常大的困难和险情。文章以石佛庄隧道工程为例，介绍了隧道施工中涌水的施工方案及止水措施
关键词：隧道涌水；堵水处理；双液注浆；径向注浆；帷幕注浆
0 引言
隧道涌水现象在施工中经常遇到，也是常见的地质病害之一，对于隧道涌水的处理已有很多成功经验及处理措施。借鉴以前的成功案例，并根据石佛庄隧道工程涌水特点，对石佛庄隧道涌水处采取以堵为主，以排为辅的切实可行的涌水处理施工方案。已经开挖完成大面积淋水地段，采用周边径向注浆堵水，对掌子面出现的股状涌水采取帷幕注浆措施进行堵水处理。
1 工程概况
1.1 工程概述
石佛庄隧道位于承德市宽城和平泉两县境内，进口里程DK60+267，出口里程DK63+610，全长3343m。隧道进口位于半径1200m的曲线段上，其余位于直线段上；纵坡为4‰的上坡。隧道位于低山区，地形起伏较大，冲沟发育。隧道进口段属低山缓坡，自然坡度25o～35o。洞口处原为村庄，住有农户，第四系覆盖层较厚，未见基岩露头；村北坡面杂草丛生，基岩有露头；线位右侧为冲沟。隧道进口右侧50m有252省道通过，交通比较便利。
1.2 工程地质及水文地质情况
隧道进口段第四系覆盖层较厚，隧道部分位于覆盖层中，其下基岩强风化层厚0～1.6m，弱风化岩体较破碎。隧道主要位于寒武系白云质灰岩及震旦系白云岩中，节理较发育，岩体较破碎，工程地质条件一般。
该区地表水不发育，雨季仅在沟底部见少量水，未见泉水出露。地表水主要受大气降水影响，并受其补给。该隧道地下水主要为基岩裂隙水，少量岩溶水，地下水主要受大气降水及地表水影响，大气降水及地表水顺岩层面及裂隙补给地下水。地下水对混凝土不具有侵蚀性。
2 隧道涌水情况及处理方案
2.1 隧道涌水情况
隧道在DK61+506～DK61+525段已完成开挖部分左侧边墙及拱顶存在大面积淋水，裂隙发育，属构造裂隙水。隧道在开挖至DK61+525掌子面时，出现股状涌水，涌水量较大，该段位于断层破碎带，岩性为白云质灰岩，节理、裂隙发育。最大涌水量为21000m3/d，施工受阻。
2.2 隧道涌水处理方案
隧道涌水采纳以堵为主，堵排结合的方案，对隧道DK61+506～DK61+525已经开挖完成大面积淋水地段，采用周边径向堵水注浆；对掌子面股状涌水进行帷幕注浆处理。
3 径向注浆施工
    径向注浆加固范围为开挖轮廓线外3m，钻孔深度2.5m，注浆管采用直径42mm的钢花管。
3.1 注浆材料
根据涌水量的大小分别选用水玻璃单液注浆、水泥－水玻璃双液注浆或水泥浆单液注浆。
当涌水量较大且出水孔径较大时，采用水玻璃单液注浆；当围岩裂隙较小且涌水量较小时，采用水泥－水玻璃双液浆；当出水量很小时，采用掺有速凝剂的水泥浆。
1）水泥注浆站要存放足够量的新鲜425普通硅酸盐水泥，水泥采用宽城宽丰水泥厂生产的水泥。
2）水玻璃 用出厂浓度42～45Bé，比重1.42～1.45，模数2.4～2.8 的水玻璃原液。
3）配合比控制 水灰比（W/C）为1；1，水玻璃稀释浓度为25～35Bé，双液体积比（C/S）为1：0.5～0.7。
3.2 注浆孔布置
注浆孔沿隧道周边及纵向按1.5m间距梅花形布置，钻孔深度2.5m，钻孔直径50mm，注浆管为直径42mm的钢化管。
3.3 施工工艺及流程
3.3.1钻孔及安装注浆管
用轻型凿岩机钻孔，钻孔深度2.5m，钻孔位置根据涌水量的大小确定，钻孔完成后进行清孔。然后安装注浆管，注浆管采用Φ42的钢花管，注浆管长2.5m。
3.3.2压水实验
利用注浆泵压注清水，经注浆系统进入受注岩层裂隙。注入量及注入压力自小到大。压水时间视岩裂隙情况而定。
3.3.3注浆
（1）安装设备。将注浆所需注浆泵、搅拌机、贮浆槽等固定设备在适当位置建立注浆泵站，尽可能使泵站紧靠工作面，注浆管路短，联络方便。
（2）试泵。为了保证注浆泵正常工作，注浆前必须进行试验。其方法是：先将三通阀门调到回浆位置，开浆后，待泵吸水正常时，将三通阀回浆口慢慢调小，注浆泵的压力徐徐上升，当达到预定的注浆压力，并持续3分钟不出故障，则说明泵的性能正常。
（3）选择注浆参数。注浆效果通过注浆压力进行控制。注浆压力一般应为实测水压力+ 1.0MPa；注浆终压为2～3倍的实测水压力。在注浆过程中，对水压力进行多次量测，以确定合适的注浆压力。
（4）注浆。注浆时，严格控制两类浆液的进浆比例，初期注浆，孔的吸浆量大，压力长时间不升高，浆液随涌水外流，发生跑浆。则应注注停停，停留时间为3～5分钟。到注浆后期，采用1：1单液水泥浆注浆，以保证裂隙充注效果。
3.3.4注浆结束条件
（1）单孔注浆压力上升至终压并持续注浆10min以上；
（2）单孔注浆结束时进浆量小于20～30L/min；
（3）每一循环注浆结束后，至少施作5个检查孔对注浆效果进行检查，要求每个孔内的出水量均小于0.4L/min•m。
（4）全段注浆结束后，所有注浆孔均符合单孔注浆结束条件；
3.3.5检查注浆效果
注浆后，进行钻孔检查注浆效果。
4 掌子面帷幕注浆施工
4.1 掌子面止浆墙施工
   在掌子面后端施工止浆墙，止浆墙厚度1.5m，采用组合钢模板作为外膜，C20混凝土灌注成型。为提高止浆墙的稳定性，止浆墙四周应嵌入岩体。
4.2 注浆孔钻孔施工
（1）钻孔前由技术人员测量定位。
（2）按设计要求准确定位后开始入钻，开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止把钻孔钻斜，钻错方向。
  （3）钻孔时注意作业人员未离开作业面之前，不准开钻；钻机运转中不准换档。
4.3 注浆参数
（1）浆液凝胶时间。根据压水试验，如进水量很大，泵的压力长时间不升高，浆液凝胶时间可选用1～2min；如进水量中等，泵的压力稳定上升，浆液凝胶时间可选用3～4min；如进水量很小，泵的压力升高较快，浆液凝胶时间可选用5～6min。
（2）确定进浆量。当双液进浆量大于300L／min时，泵的压力长时间不升高，则为大进浆量；当进浆量在100L／min～300L／min时，泵的压力稳定上升，则为正常进浆量；当进浆量小于lOOL／min时，泵的压力升高较快，则为小进浆量。
（3）确定注浆压力。此压力根据地下水压力、裂隙发育情况及注浆要求来确定，一般注浆压力取地下水压力的3．5倍或由经验公式P=PO+(20～40)kg/cm2(式中P0为净水压力值)。
4.6 注浆施工
注浆顺序为：由下而上、由里向外。双液注浆时应先打开水泥浆泵，然后打开水玻璃浆泵。注浆过程中要严格控制进浆比例。随着注浆压力缓慢升高，进浆量应相对减小。当压力稳定在20～25Kg／cm2、双液进浆量小于50L/min时，则可停止注浆。随后压入一定量的清水，使浆液冲出管路，最后提拔、拆卸注浆器，冲洗保养注浆机具。
4.7 注浆效果检查
进行压水试验，在1Mpa压力下，进水量小于2L／m．d。若不满足上述要求则应追加注浆，再进行注浆，直到小于上述指标为止。
5 安全措施及注意事项
（1）地质超前预报和监控量测在施工中贯彻始终。
（2）施工排水沟要及时疏排，严防积水。
（3）针对止水注浆施工的特点和要求，制定安全实施细则。
（4）加强全员安全意识教育，坚持安全第一的思想，不盲目追求进度。
6 结束语
经过现场实施注浆方案，石佛庄隧道涌水及大面积淋水现象得到了成功解决，止水效果较好，减少了其给隧道施工带来的不良影响，为以后进行隧道堵水注浆积累了宝贵经验。

参考文献：
[1]夏明耀，曾进伦.地下工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1993.
[2]崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京：科学出版社，2005.
[3]王之山.木冲隧道涌水带帷幕注浆设计与施工[J].四川建筑,2006,(5):70-71.

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