公路隧道进口洞仰坡、端墙涌水处理措施研究

公路隧道进口洞仰坡、端墙涌水处理措施研究摘要：该文以浙江省奉化市莼湖镇石郞山隧道施工为工程背景，介绍了隧道工程概况和水文地质条件，分析了石郎山隧道进口右洞端墙、仰坡大面积涌水的主要原因，提出了处理措施。工程应用表明该文所提出的技术措施解决了公路隧道进口洞端墙、仰坡涌水的难题，可为国内外类似工程施工提供参考。

关键词：公路隧道仰坡端墙涌水

1 工程概况

浙江省奉化市莼湖镇对外快速通道工程是莼湖镇与奉化城区、甬台温铁路、甬台温高速公路等连接的便捷道路。公路等级为一级公路。起于莼湖镇规划西环线终点，路线往西北方向，经金地村北、跨过里岙谷，隧道穿越石郎山脉，于横坑水库东侧五狮岙出洞，经上横村，然后下穿甬台温铁路，终点与奉化火车站通站道路交叉口转弯处相接，路线全长6.164km。石郞山隧道位于莼湖镇对外快速通道上，为双洞单向行车，双车道隧道：左洞K1+400～K4+670/3270m；右洞K1+430～K4+680/3250m，是目前宁波市最长的公路隧道。石郎山隧道进口右洞洞口边仰坡经历两次施工，第一次是于2011年4月20日开始按原设计图纸进行边仰坡刷坡防护。后因护拱开挖后现场地质条件差，并结合4月28日石郎山隧道进洞施工方案专家讨论会的意见，2011年4月30日业主单位组织设计单位、监理单位及施工单位于现

场根据开挖的实际地质情况和目前的征地范围，确定将右洞暗洞桩号由YK1+445变更为YK1+456。随后5月1日开始按调整后的暗洞桩号施工，中间又因补充征地问题的影响，整个洞口的边仰坡防护及护拱浇注于5月31日才完成，2011年6月1日开始管棚施工。

在2011年5月10日第二次边仰坡防护完成后，除右洞端墙左侧上方有两个出水点，水流成细线状外，其余边坡、仰坡面基本没有渗水现象的出现。2011年6月1日～6月5日，右洞现场开始管棚钻孔施工，根据10个钻孔的总体情况来看，暗洞前方水量较小，安装好的管棚有断续的水流呈滴状流出：0#管棚在安装Φ108钢管至30m左右时，有满管的水流出，持续时间为5min左右。2011年6月5日凌晨开始降雨，降雨过程持续到2011年6月7日，雨量较大，根据天气预报为中雨或大雨。降雨出现后，右洞的端墙、仰坡及安装的管棚内有水流出现，根据连续观察，水流出现的大小随降雨的周期波动。降雨过程中水量最大，降雨结束后随之减弱(如图1，2，3)。

2 地形、水文地质情况

2.1 现场地形

从现场地形上来看，石郎山隧道进口右洞位于山谷冲沟中，西南高，北东低，汇水面积大。南、西、北三面环山，植被茂盛。隧道右洞洞顶上方沿隧道前进方向100m范围内为当地村民开垦的农田，田间种有桔树、花木等。隧道左右洞中间有东西向上山道路，靠路南侧有经雨水冲刷形成的自然沟。北侧山下有自然的冲沟一道，距隧道右洞右侧约15m左右，自项目部2011年1月进场以来，沟中水流不断(如图4)。

2.2 水文地质情况

进洞口自然坡向南东倾，地形坡度5～15°。表部未第四系坡洪积含粉质黏土碎石，厚约7.5～19.0m，下伏基岩为玻屑凝灰岩，岩体破碎。地下水类型主要为孔隙型潜水和基岩裂隙水。孔隙型潜水赋存于含黏性土碎石中，主要受大气降水和地表水的补给。由于地表水汇水条件较好，地下水稍丰。基岩裂隙水主要赋存于基岩的风化裂隙和构造裂隙中，含水性和透水性差，含水不均匀，无统一的地下水位，主要受大气降水和地表水的补给，以泉、渗流的形式排泄，动态变化大。

从现场施工情况来看，地质条件与设计图纸描述基本相符。围岩结构松散，基本为块径不等的碎石、泥土的堆积物，在长时间没有降雨时，地下水量较少。有降水时，地下水量明显增大。

3 涌水原因及后果

经仔细调查和分析，关于此次石郎山隧道进口右洞端墙、仰坡大面积涌水原因主要有以下3点。

(1)隧道洞口的地形条件决定了洞口存在很大的汇水面积，三面山体的雨水最终都汇集在洞口。

(2)隧道洞口地质条件差，因洞口位于山谷冲沟中，基本为块径不等的碎石、泥土的堆积物，结构松散，孔隙发育，有较好的过水通道。

(3)2011年6月5日－2011年6月7日的降水，持续时间长、雨量大。

若隧道进口右洞仰坡、端墙涌水的问题不及时解决，任其自然发展，一则不利于边仰坡的稳定，二则进洞后，地下水量在降雨天气将会很大，给隧道施工安全带来严重的安全隐患。

4 处理方案及效果

4.1 处理措施

地形条件是自然形成的，基本已经无法改变，而降雨也是自然气象，更不可能人为左右。根据以上分析的主要原因，故在对地表水和地下水以及工程的辅助施工上采取以下措施：

(1)根据降雨期间的观察，距离右洞洞口上方约80m处，上山道路南侧的水沟的地表径流在此折向北东方向，在地表流动10m左右后潜入地下。故在此（对应右线桩号YK1+537）增加南北方向水沟一道，将此处水流引致原北侧自然沟，过水断面净宽不少于1.0m,深度不少于1.0m。

(2)在仰坡、端墙目前出水位置的区域，增设Φ50的pvc管材的泄水孔，横竖间距100cm×100cm，深度不小于50cm,以能排水为准，保持水力通道畅通。泄水管外接软管将水引流至洞口前方排水沟，避免水流直接冲刷仰坡、端墙面。同时对目前右洞上方已经开挖的截水

沟，浆砌片石跟不上时先喷射不小于5cm的喷射混凝土做临时防护。

(3)加强进口右洞的管棚施工控制，按设计要求将管棚安装到位。并按要求做好注浆工作，对管棚四周土体起到稳定的作用，在管棚施工过程中注意以下问题：钻孔、装管及注浆安排：根据目前地质情况，必须成孔一根、装管一根、注浆一根。

注浆控制：注浆采用水泥浆—水玻璃双液注浆，考虑到水泥浆与水玻璃体积比例对混合液的胶凝时间有较大影响，注浆前应进行现场试验，确定体积比例，保证管棚注浆过程中不因混合液体过早凝胶而中途造成堵管。

注浆参数：水泥浆水灰比0.8∶1；

水玻璃浓度35～40波美度，水玻璃模数2.4；

注浆压力：初压0.5～1.0MPa,终压2.0MPa；

注浆压力达到2MPa，并持压5min以上，注浆浆液达到设计80%以上时，可停止注浆。

对安装长度不够管棚的处理：

对目前已经安装的2#（14m）、6#（16.03m）及10#（19.9m）管棚，将管拔出后用潜孔钻清孔重新装管，拔管尽量安排在水量较小的时间，尽量避免二次塌孔。