隧道涌水突泥处理方案

金奎地隧洞3号支洞涌水突泥处理施工方案一、工程概况

金奎地3#支洞从9+423.166进入主洞，支洞斜井段水平长392.129m，斜井起坡点至主洞中线长32.4 m，斜井高差122.82 m，斜井倾角17.3913°。施工计划安排主洞上游开挖777m，下游开挖777m。

从目前开挖揭示的围岩岩性分析与原设计相差较大，为泥岩，遇水极易软化，多次出现渗水或涌水塌方。

二、涌水突泥事故经过

2011年9月20日，金奎地隧洞3号支洞控制段下游开挖至9+581，开挖长度158米，上游开挖至9+268，开挖长度155米，围岩揭露情况为泥岩夹砂岩夹灰岩，地下渗水较小。9月20日0点10分，下游掌子面出渣完毕，掌子面顶拱右侧突然发生较大涌水突泥事故，突泥淹没至掌子面后120米，涌泥量约1600m3。由于时间发生在换班时，现场处置及时，涌水突泥未造成人员伤亡。针对此次涌水突泥事故，四方现场勘查后，形成了初步处理方案:先对下游淤泥进行清理，在清理淤泥至掌子面4米左右时停止施工，由四方现场勘查后再次讨论方案。

截止9月29日15点，下游工作面涌泥经过一个星期的清理工作，涌泥离掌子面约4m。业主、设计院、监理、施工四方在9月29日对下游工作面的情况进行了现场查看，并初步确定了大致施工方案：⑴对掌子面先进行封闭注浆，并打设排水孔，⑵对顶拱采用15米至20米的Φ108超前大管棚进行施工。

9月29日23点50分，下游掌子面没有施工，3号支洞上游进行了放炮施工作业，准备进行出渣施工，挖机驾驶人员在9月30日1点由支洞向下游行

走过程中，突然发现下游有强大气流迎面涌来，发现异常后，挖机驾驶人员迅速向支洞方向逃离的同时通知安全员，安全员组织其他施工人员撤离，在洞内人员撤离10秒钟后，下游涌水突泥冲至分岔口段，并将停放在下游的两台挖机冲向上游，将两台电瓶车及开挖台架冲至分岔口段，涌泥迅速将分岔口段的4台抽水电机淹没，2分30秒后，分岔口段涌水上涨2米，将矿斗、电瓶车全部淹没。为保证安全，值班人员将洞内电源开闭，并撤离支洞。此次涌泥大于4000m

3，洞内涌水量400-420m3／小时。

三、9+581处涌水突泥事故的施工方案

经过十四天的强排水作业，目前洞内积水基本降至隧洞底板高程，涌水突泥事故的后期处理难点主要集中在3号支洞对应下游段淤泥的顺利清理及安全跨过此涌泥段。经业主、设计、监理施工四方多次现场查看及会议讨论，我部初步采用以下施工方案对涌水突泥进行处理。

1、洞内淤泥的初步清理

⑴先清除交岔口处淤泥，恢复该处水仓。

⑵然后从交岔口处向上游和下游清除淤泥（下游先清除出10m，上游全部清除），恢复上游水仓。

⑶向下游继续清除淤泥。清除淤泥时，同时疏通排水沟，使水流畅通，集中水流。

2、洞内临时支护的加固及观察

⑴金奎地3号支洞及对应段主洞多为Ⅴ类围岩，经过一段时间的积水轻泡后，临时支护极易发生变形，我部将组织人员同业主、设计、监理四方一同现场查看，并确定临时支护加固方案。

⑵加强对已施工初期支护变形进行观测，根据观测结果及时调整加固施工方案。

3、涌泥造成空腔的处理

⑴金奎地3号支洞控制段下游两次涌泥量合计大于8000m3，且涌泥发生部位为隧洞顶拱，说明隧道顶拱已经形成较大空腔，为保证下游淤泥清理过程中，突然再次发生涌泥，造成人员伤亡事故，我部准备从地表灌入混凝土对空腔内进行固结。

⑵经过物探探明发生涌泥突水的具体部位后，采用机械设备对突泥部位进行开孔，开孔直径1米，开孔数量控制在3至4个，根据物探结果进行布设孔位。

⑶当灌入孔形成后，对空腔内灌入C20混凝土进行固结，混凝土中掺入早强剂。

⑷灌入混凝土必须在淤泥离掌子面100米前完成，以确保安全。

4、隧洞内下游淤泥的清除

⑴为防止涌水突泥再次发生将掌子面后淤泥推动，造成人员伤亡事故。从9+551开始，喷射10cm厚C20混凝土将掌子面进行全部封闭。对掌子面及周边进行全断面固结灌浆，对涌出虚渣进行固结让其行成一堵墙，保证后方施工人员安全。

⑵施工参数：6米长Φ42注浆导管（掺入水玻璃8﹪），隧洞固结灌浆每2m 布置一排，灌浆压力0.1～0.3MPa。注浆布置图见附件。

⑶当掌子面全断面固结灌浆结束4小时后，方可对虚渣涌泥进行清理开挖。

⑷当开挖至9+571时，停止开挖。采用沙袋将掌子面进行第一道封堵。采用10cm厚C20混凝土进行第二道封堵。封堵前对涌水突泥部位打设排水孔。

⑸采用6米长Φ42注浆导管（掺入水玻璃8﹪）对最后10米虚渣进行固结灌浆，灌浆压力0.1～0.3MPa。

⑹从隧道9+571开始打设Φ76自进式超前注浆大管棚，拱部180°范围内设置，环向间距10cm，管棚长18m，纵向间距10m.

⑺超前注浆大管棚注浆压力0.1～0.5MPa，水灰泥：0.5:1.

5、下一阶段隧洞开挖支护参数

⑴超前大管棚施工完毕后，从9+584开始钢支撑采用刚度较大的I22b工字钢进行支护，钢支撑间距30cm。底脚设40*40cm钢垫板。系统锚杆采用3米长Φ42注浆小导管。环向间距1米，纵向间距同钢支撑。Φ25连接筋间距25cm，挂Φ6.5@150×150mm的钢筋网。

⑵隧道开挖前，掌子面全断面打设4.5米长Φ42超前注浆小导管，环形间距0.15m，排距1米。管内插入Φ25螺纹钢筋加强超前支护受力。

⑶由于隧洞基础面较软，浸泡时间长，为确保钢支撑底脚稳固，故先对软弱基础面进行0.5～0.8m厚C20砼换填，两侧设置40×40cm排水沟。

⑷为防止钢支撑受侧压力影响而变形，钢支撑每侧增设4米长Φ42注浆小导管4根，底脚设横向钢支撑。

⑸为防止混凝土冲填补满空腔，对涌水突泥部位预埋Φ42注浆管采用M20砂浆灌注回填（掺入速凝剂3﹪）。

⑹加密量测点布设及量测频率，5个测点2～5m一个断面，及时对量测数据进行分析并反馈现场指导施工，为调整支护参数提供依据。

四、后期施工采取的措施

1、加强超前地质预报工作

（1）TSP200

全程施作TSP200，每次探测长度为150米，搭接长度为50米。

（2）超前地质水平钻

在以上段落采用超前地质水平钻施作5个探孔，拱部施作3个，直墙段

施作2个，拱部1个探孔取芯，每次施作长度为30米，搭接长度5米，要求探孔能够探测到掌子面外侧1米。

超前地质钻孔拱部布置图

根据超前地质水平钻情况，若揭示出地下水，在顶拱施作3φ108泄水孔，提前将水引排出来。

超前钻孔断面布置图（示意）

（3）加深炮孔