浅谈隧道突水突泥处理方案与技术

范振龙

摘要：突水突泥灾害是由于应力释放导致的围岩裂隙扩展，引起隧道中突然进入地下水。可是，只有分析清楚施工中的突水突泥灾害的发生机理及其影响因素，做出相对准确的预测预报，制定较优的处理方案，最大程度地减少突水突泥灾害的发生，保证隧道施工的安全。

关键词：隧道；突水突泥；处理技术

对于突水突泥灾害已经发生的前提下，应灵活、主动地根据相关条例制定应对方案，有条不紊地对已发灾害进行处理，防止次生灾害的发生。在以后隧道突水突泥研究中，应将重点放在对施工生产管理能力和地灾隐患探测精度的提高上，充分的认识灾害发生的成因与机理，才能更好地服务于隧道工程的建设。

一、突水突泥处理方案

1、突水突泥应急措施

⑴将人员立即撤离，清点完人数后，把详细情况尽快向上级报告；

⑵在确定保证安全的前提下，将机械设备转移至安全地带；

⑶迅速切断危险区电源，在保证安全的情况下，恢复安全地带的照明；

⑷应迅速成立领导小组，组织人员对灾害的成因、规模、性质等进行调查，经过全面的分析之后，迅速做出有效的针对突水突泥灾害的处理方案，防止次生灾害的发生，最大限度保证设施及人员安全。

2、处理方案

处理原则：在大量隧道工程突水突泥事故处理的实践基础上，一般遵循“以疏为主、堵排结合”的原则。如果在地下水较大的可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带等地段，为了很好地达到堵水、防水的目的，在分析各项实际情况的基础上，采取“以堵为主、限量排放”的原则，最大限度地减小灾害的危害程度，达到经济合理的目的。

处理方法：对于隧道突水突泥灾害，其形式多种多样，处理方法也随之改变，应根据具体的施工、地质和灾害发生情况，采取合适的处理技术，最大程度地减少人员与财产的损失。注浆加固、封堵、充填封闭、疏导、跨越等是通常情况下经常采用的处理方法，对于灾害的处理应在时间和空间上合理安排相适应的处理方法，以达到最优的处理效果。针对施工过程中岩溶孔洞、岩溶裂隙、岩溶突水灾害的突发情况，应对大型溶洞进行地质雷达或地震反射的超前探测，并且使用红外线仪器探测进行岩溶水的探测，以便对隧道开挖工作面前方的地质情况有深入的了解。

二、案例分析

1、工程簡介

某隧道位于广西境内三都-五通间，全长1666m，施工由出口端单向掘进，出口里程为DK320+804，掌子面里程为DK320+220，洞口距掌子面约584m，设计围岩为Ⅳ级，主要地质为含砾砂岩、砂质泥岩、砂岩夹页岩，灰黑色页岩及硅质岩夹页岩，隧道埋深约140m。DK320+220处发生突水突泥，在DK320+220左侧出现一溶腔口，内有大量的填充物、水不断涌出，共涌出黄泥及碎碴约6000m，涌水量上万方。突泥突水后，溶腔口被一大块石整块堵塞，且溶腔孔在左上侧，未侵入净空。

2、处理方案及措施研究

2.1清除洞内淤泥及措施

（1）对已施工仰拱及下台阶的DK320+804—DK320+280段上面的淤泥及堆碴，进行全断面清除；同时疏通中心排水沟，使水流畅通，集中水流，在上下台阶开挖集中排水沟渠，导出掌子面涌水，使拱墙及仰拱不受积水浸泡。（2）对既有结构物有污泥的部位使用清水冲洗干净，恢复二衬、仰拱施工。（3）对已开挖上台阶的DK320+280—DK320+225段上面的淤泥及堆碴，考虑到要对掌子面附近的原初期支护进行加固处理，先以向掌子面方向按6%的上坡进行清理一部分，剩余的淤泥及堆碴待掌子面附近的原初期支护加固完成后再进行全部清除。

2.2原初期支护加固及措施

在靠近掌子面附近的DK320+240—DK320+220段经围岩量测结果，有下沉趋势，最大下沉量为7.6cm，因此对此段增加加强拱架加强支护处理，具体加强支护采用I20b工字钢进支撑，钢架间距按60cm每榀；φ22纵向连接钢筋按环向0.5m间距连接；挂设两层钢筋网，网格间距20×20cm；拱部120°范围内打设径向Φ22组合中空锚杆，锚杆间距1×1m梅花型布设，锚杆单根长4m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根4m长锁脚锚杆。

2.3掌子面清理及支护措施

（1）溶腔口涌出松散体采用反压、挂网、喷射砼及小导管注浆固结。

（2）对掌子面空洞向出口方向未进行初支的部分按三台阶开挖法，以弧形清理淤泥及堆碴，预留核心土，第一台阶距拱顶不超过2m，支护采用I20b工字钢进支撑，钢架间距按50cm每榀；φ22纵向连接钢筋按环向0.5m间距加强连接；挂设两层钢筋网，网格间距20×20cm；拱部120°范围内打设径向Φ22组合中空锚杆，锚杆间距1×1m梅花型布设，锚杆单根长4m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根4m长锁脚锚杆；喷射C25混凝土厚25cm。按以上支护措施逐一支护至拱顶空洞口位置。

（3）由于溶腔口未侵入净空，且溶腔口比较大，经连续观测，发现卡在溶腔口的巨石，石质坚硬、且与溶腔口咬合牢固，如果扰动此块石，其溶腔内的填塞物将大量涌出，不利于处理，最后决定不扰动块石，对其进行加固，成为一道天然屏障。

（4）待围岩稳定并保证安全的前提下再对突泥突水空洞周围进行加强支护。支护采用I20b工字钢进支撑，钢架间距按50cm每榀；φ22纵向连接钢筋按环向0.5m间距加强连接；挂设两层钢筋网，网格间距25×25cm；拱部120°范围内打设径向Φ22组合中空锚杆，锚杆间距1×1m梅花型布设，锚杆单根长4m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根4m长锁脚锚杆；喷射C25混凝土厚25cm；在溶腔口预留一根泵送砼管，待后期溶腔内处理用。

（5）在第一台阶施工后经观测变形稳定后，再进行下一台阶的施工。

（6）DK320+220——DK320+164段拱部采用φ108大管棚超前支护，采用二重管A、B（C）无收缩双液WSS工法注浆、环向间距0.5m布置，共计38根。当施工至DK320+164时，根据实际地质情况考虑是否再次施作大管棚。

（7）结合拱部施做φ108大管棚，继续施做超前水平探孔，探孔长30m。

（8）用4.5m长φ42小导管填充注浆，全环按0.5m×0.5m梅花型布置。注浆量以达到不漏水为止，数量以实际使用量为准。

（9）DK320+297—DK320+154段采用全环铺设土工布+防水板，后续段落根据实际地质情况及水流量确定。

（10）自DK320+297开始每个施工缝预埋注浆管，一旦发现渗漏水，采用无收缩双液注浆，注浆量以达到不漏水为止，数量以实际使用量为准。

2.4掌子面围岩加固处理措施

当加强初期支护与掌子面封闭后对掌子面围岩进行帷幕注浆来加固掌子面围岩。（1）在掌子面围岩上喷射25㎝厚C25喷射混凝土，喷射混凝土之前先挂设钢筋网片，网格尺寸按25×25㎝。（2）喷射混凝土完成后打设单根6m长的φ42小导管，按1×1m间距梅花型布置。（3）小导管注浆，加固掌子面围岩。

2.5空洞处理

进一步对空洞的走向及分布情况进行更为详细勘察并制定最终的处理方案，待最终处理方案确定后对空洞进行处理。空洞处理完成后再进行掌子面的开挖。

结语

在隧道工程施工中，突水突泥灾害的发生，是受众多复杂且相互关联的因素共同影响的，只有在对灾害成因做出正确分析和总结的基础上，采取及时、准确的综合地质预测预报技术，根据具体的地质、水文等情况做出有效的应对方案，才能最大程度地减少隧道施工中突水突泥灾害的发生，降低不必要的人员、财产损失。

参考文献：

[1]金兵。谈隧道突水及突泥灾害研究现状[J].山西建筑，2012

[2]贾磊。隧道突水突泥灾害的模糊预测和控制[J].灾害学，2014