浅谈隧道涌水处治的原则及处治措施

浅谈隧道涌水处治的原则及处治措施
发布时间：2021-12-16T07:25:08.789Z 来源：《时代建筑》2021年30期10月下作者：靳俊奇曾斌[导读] 随着我国社会经济不断的发展，各项基础设施建设日益完善。

尤其是在新时代交通强国的背景下，交通工程基础设施建设项目持续增加，为社会发展、为人们的生活和工作提供了极大便利。

隧道工程作为交通工程项目的重要组成部分，在工程建设中，涌水问题会直接影响施工各个环节的顺利开展，存在着潜在风险因素。

下文中，将主要针对隧道涌水处治原则进行简要分析，以此来提出有效的应对措
施。

贵州路桥集团有限公司靳俊奇曾斌贵州贵阳
摘要：随着我国社会经济不断的发展，各项基础设施建设日益完善。

尤其是在新时代交通强国的背景下，交通工程基础设施建设项目持续增加，为社会发展、为人们的生活和工作提供了极大便利。

隧道工程作为交通工程项目的重要组成部分，在工程建设中，涌水问题会直接影响施工各个环节的顺利开展，存在着潜在风险因素。

下文中，将主要针对隧道涌水处治原则进行简要分析，以此来提出有效的应对措施。

关键词：隧道涌水；处治原则；处治措施
前言：隧道涌水现象是隧道工程建设中经常发生的重要问题，会直接影响施工工期、质量安全、成本控制等各个方面，并且该问题较为普遍，尤其是在喀斯特地貌环境下，有多发性、突发性等特点。

为确保施工期及运营期安全，必须对隧道涌水进行处治，制定有效的措施，为隧道工程项目的顺利开展提供保障，提高其安全性，为交通基础设施建设奠定良好的基础。

一、形成原因
（一）补给水源
涌水原因与水文地质环境之间有直接的联系，比如：水源补给条件、围岩存储条件等等。

隧道补给水源充足是隧道开挖涌水的前提，涌水补给水源包括地下河水、断层水、裂隙水、溶洞积水等，涌水会影响隧道施工的正常开展、恶化施工环境、降低围岩强度，严重影响隧道正常施工，对隧道施工的开展极其不利[1]。

（二）存储条件
岩体受各种地质条件的影响，地质构造具有一定的复杂性，尤其是在向斜、背斜、断层等地质构造明显的段落，受地质构造影响，岩石可能会被拉伸、挤压，形成褶皱、断裂、错台、破碎等，阻水能力下降，当裂缝空间比较大，地下水在这一区域可以通畅的流动，是隧道开挖发生大规模涌水的潜在条件[2]。

岩溶水、裂隙水等，在施工中比较常见，在一般情况下，这些地下水类型水量比较小，涌水少，对隧道施工的影响较小。

断层、大型裂隙等形成连通通道，能够快速补充水源，当蓄水较多时，将会形成大规模涌水，对隧道施工有很大的影响。

地下水的储存方式有两种，分别是静储量、动储量。

静储量是在隧道开挖前，储存地下水，在隧道开挖中一旦揭露蓄水点，地下水就会涌出，当没有大型连通通道以及大量水源补给时，涌水缺少补给水源，静储量减少，涌水可能会疏干，这类涌水一般采取以排为主的处治方式。

当蓄水点岩体破碎、存在较多连通通道以及上方有大量水源补给时，随着涌水，这些补给水源回源源不断的补给，形成一个动储量，这种情况的涌水量不可预计，一般应采取以堵为主、限量排放的原则[3]。

（三）连通条件
地下水的连通性和地质条件、围岩情况有密切关系，一般而言，泥岩透水性差，不易形成连通通道；灰岩、板岩等硬（脆）质岩体，受构造作用明显，易形成破碎带、裂隙带、岩溶通道等透水性比较强，是地下水的连通通道，是隧道涌水的主要通道。

尤其是断层影响更大，其断层带内围岩一般为破碎、极破碎，透水性强，可以延伸至地表，与地表水产生水力联系，能够向着地下延伸，一直连通到隧道场区内，受连通条件的影响会形成隧道涌水。

不同的连通条件对处治措施也有不同的影响，施工人员需逐一分析，对症下药[4]。

二、隧道涌水的处治原则
通过超前钻孔与物探探测相互结合，取得探测综合成果分析报告等资料后，通过对探测洞段渗、涌水岩溶管道作系统分析和分类，查明渗水洞段集中岩溶管道水类型及规模后，再制定出有针对性的堵水灌浆设计方案进行实施，方案设计主要原则如下：
（一）优先考量地质情况
在隧道涌水处治前，应当先掌握施工区的地质构造在地质富水位置进行物理探测，了解该区域富水位置构成，确定水资源的分布[5]，将前期的地质勘探信息作为基础，结合地质构造，综合分析水层特点、连通特征等。

针对不同的地质构造、蓄水、连通特征，可以采用不同的处治措施，或者是两种以上的处治措施结合使用。

（二）以堵为主，限量排放
在隧道涌水处治中，应当详细记录富水区域、蓄水层、涌水量大小、涌水水质特征、涌出物、涌水压力等各项数据信息，通过上述数据，总结其生成原因，分析连通情况、潜在涌水量的大小、涌水区域的静水作用压力、受力情况等。

在目前水环保要求的前提下，涌水处治逐步转变为“以堵为主，限量排放”这一思路，通过采用综合性的治理方案，高效的处治隧道涌水。

利用这种处治方式，保证施工安全、质量，也为运营期安全提供保证，同时对地下水文地质环境破坏、影响最小，能有效提高地下水资源的利用率、保护地表生态环境[6]。

（三）布孔、注浆顺序
注浆顺序依照先重点后一般，先疏后密，先中间后周边接受注浆方式由稀到浓，先低压小泵量后逐渐增大和钻一孔灌注一孔的原则，有步骤地连续进行，但对涌水孔段，则从无水地段或少水处注，从下部往上部方向注，从无水一侧向有水一侧注；注水泥浆波璃双液浆时，应先注水泥浆，待水泥浆进入钻孔后再注水波璃。

（四）精确监控，信息化施工
采用注浆法处治隧道涌水问题，注浆作业压力、注浆量、围岩异常等问题，实时关注，加强监管。

在采用注浆法处治时，跟上时代的发展趋势，引进先进的信息技术，构建涌水处治信息化施工平台，可以实时监测以上信息，根据变化数据信息进行调整。

三、隧道施工涌水处处治措施
（一）井点降水法
在隧道涌水处治中加大对井点排水法的应用，在地下水区域设置集水井，降低地下水位的同时，解决隧道开挖涌水现象。

该方法适用于埋深较浅、渗、涌水量不大的情况。

将集水管打入地下水位，集水管之间根据土体含水量适当调整距离，一般以两米的间隔为宜。

该方法还可以通过涉及负压泵，加快地下水手机速度，即真空降水法。

井点降水法操作比较简单，所需的成本较低，可以节约人力、物力资源，但其在隧道过程中适用范围受限，尤其是在公路隧道、山岭隧道施工中，使用较少。

（二）超前钻孔排水法
一般应用在隧道施工前方存在高压地下水、蓄水量较大的位置，和井点降水法有相似之处，都属于以排为主的处置方法，适用范围有一定限制。

该方法在实际施工中具有一定的应用优势，主要体现在：通过提前排泄地下水，可对隧道突发涌水进行有效的缓解，提高围岩的稳定性。

选择超前钻孔排水法，进行隧道涌水处治，通过改变隧道施工区域周围水文地质环境，使隧道工程项目更具安全性，可以提高施工质量。

单时该方法要注意将排泄水量控制在合理的范围内。

（三）冻结法
冻结法主要指通过人工制冷的方法，将开挖土体中的水冻结与土体胶结合在一起，形成密闭的冻土体，用来抵抗土压力，将冻土墙作为保护层，进行地下工程施工，是一种特殊的施工方法。

有着较多的应有优势，可以隔绝地下水，有着较强的适用性，不会受到地层条件的限制，施工方式较多，不会污染周围环境，施工成本比较低。

同时也有一定的局限性，如适用性，该方法在软岩、软土地层中较适用，山岭隧道使用情况较差；该方法成本较高，不宜大规模使用；同时，该方法仅解决了开挖施工的安全问题，场区土体冻结后，对破碎岩体的处治受限，导致解冻后发生二次涌水、渗水，故，该方法也不适用于存在高压涌水风险的隧道。

（四）注浆固结法
注浆固结法在隧道涌水处治中有着重要的作用，被广泛的应用于涌水处治中，主要是将容易固化的浆液，注入岩土地基孔隙，通过改变注浆区域的土体性质，有效的对涌水进行处治。

注浆的主要目的是加固缝隙，进行防渗处治，采用的注浆材料一般都是选择水泥砂浆、化学浆液、水泥净浆等。

经过笔者的多次试验总结，该方法及其相应的施工技术适用于岩溶区隧道涌水处治，能确保施工安全质量、确保运营期安全；同时该方法也契合以堵为主的处治原则，契合当下环保主题；但该方法也存在一定的弊端，比如造价较高、工期较长等。

结语
根据上文可以得知，随着交通强国的进一步推进，“偏、远、难”的隧道工程项目不断增加，涌水问题也逐步增多。

在处治涌水问题时，应当通过各种预报探测手段，及时掌握围岩、水文地质情况，对隧道渗水、涌水的特征进行分析，结合其特点，确定涌水处治措施。

为隧道工程施工安全、质量提供保障。

参考文献：
[1]黄鑫, 许振浩, 林鹏,等. 隧道突水突泥致灾构造识别方法及其工程应用[J]. 应用基础与工程科学学报, 2020, v.28(01):108-127.
[2]唐勃. 荆西隧道涌水突泥综合整治处治[J]. 建筑·建材·装饰, 2020, 000(004):98-100.
[3]杨虎群. 公路隧道突水涌泥专项处治措施探析[J]. 工程机械与维修, 2020, No.295(06):69-70.。