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[摘 要]以沿德高速公路第10合同段张家寨隧道为例，介绍了山区隧道突水处理方法，重点对处理方案和施工工艺等措施进行了介绍，供类似工程借鉴。
[关键词]山区隧道；突水；处理方法
中图分类号：TU350 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0156-01
1 工程简介
沿德高速张家寨隧道位于德江县关口-黄河溪之间，采用双洞四车道分离式隧道型式，左线ZK83+538～ZK85+577，左线长2039m，右线K83+554～K85+595，右线长2041m，Ⅴ级围岩765m、 Ⅳ级围岩3315m，采用进出口双向掘进。
1.1 地质特性
隧址区属于构造-溶蚀（侵蚀）低山地貌，山脉、水系及各种岩溶地貌形状的发育方向与构造线一致，多为北北东向延展。地貌组合形态为峰脊-沟谷。隧道进口段位于溶蚀峰丛低山地貌区，微地貌为斜坡，坡体植被发育，坡向 0°，与隧道走向垂向相交，坡度约 25～45°。隧道洞身段最高峰位于山盆期二级夷平面残峰上，残峰顺构造线展布，峰顶高程大致相当，均为 1000m 以上。隧道出口位于关口溶蚀洼地内，关口溶蚀洼地为三级夷平面（700～800m）上，地形平缓，坡度约 5～12°，表层被粉质粘土或碎石土层覆盖。
1.2 水文特征
区内地表水流属乌江水系，其次级水流一般发源于中低山沟谷中，明显受构造控制，多属树枝状水系，局部也形成羽毛状水系。
隧址区地表水系不发育，主要为谷岭之间的冲沟，受山体地形限制，沟谷发育长度短，坡降大，切割较浅。隧道洞身范围内在 K83+820 处有一条与隧道走向呈大角度斜交 流向为 50°的冲沟，勘察期间见地表水流，流量约 0.2L/S，该水流汇入黄河溪，最终汇入观音滩河。在 K84+700m 处见一与隧道垂向相交自西向东沟谷，见地表水流，勘察期间流量约 2L/S，该水流向关口岩溶洼地内排泄，通过地表落水洞向地下暗河排泄，最终自潮水河暗河出口汇入观音滩河。该两条沟谷为常年流水沟，具有降雨时水位暴涨，其流量、水位均具有典型的山溪性暴涨剧落特征。
1.3 突水情况概述
2015年1月13日17时，ZK84+405处发生突水，涌出体混浊，为泥水混合物，突泥突水后，开挖轮廓右上侧可见溶腔体，未侵入凈空。
2 处理方案及措施研究
2.1 清除洞内淤泥及措施
（1） 对已施工调平层及下台阶的ZK84+340～ZK84+355段上面的涌出物，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、调平层施工。（ 3 ） 对已开挖上台阶ZK84+405～ZK84+375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ZK84+405～ZK84+397段经围岩量测结果，有下沉趋势，最大下沉量为6.6cm，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Φ25组合中空锚杆，锚杆间距1×1m梅花型布设，锚杆单根长3.5m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根3.5m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3.5m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根3.5m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3.5m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俳邢乱惶ń椎氖┕ぁ？（6）ZK84+405～ZK84+410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4.2m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）自ZK84+395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2.4m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。 （4）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。
3 结语
（1）隧道掘进前方大于等于30m，周边外1倍洞径超前地质预报应作为工序列入。尤其是复杂隧道采用超前地质预报系统TSP203、超前地质水平钻探等多种方法进行综合地质预报，能提高地质分析准确程度，便于科学制定设计施工方案，提前采取预防措施，防止造成重大损失。
（2）不良地质段隧道开挖应在刚度较大的超前支护下进行，初期支护及时闭合成环，尽早施工仰拱和二衬。遇特殊地质情况，跳跃式浇筑二次衬砌，在一定程度上，可以及早改善特殊地段隧道的空间受力状态，对隧道稳定和施工安全能起到一定作用。
（3）隧道突水形式千变万化，处理方法多种多样，施工中需针对实际情况采取相应的处理技术，以达到更佳的施工效果。本次采用大管棚和小导管注浆超前支护方法有效地处理了八卦山隧道突水突泥段，其成功经验在于：通过大管棚和小导管支护围岩，注浆将松散的破碎体固结起来，形成一个环向的稳固支撑体，有效阻止了松散破碎体的突涌，施工安全达到有力保障，工程质量全部达标。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准《公路隧道施工技术规范》（JTGT F60-2009）北京：人民交通出版社，2009年.
[2] 中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004） 北京：人民交通出版社，2004年.
[关键词]山区隧道；突水；处理方法
中图分类号：TU350 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0156-01
1 工程简介
沿德高速张家寨隧道位于德江县关口-黄河溪之间，采用双洞四车道分离式隧道型式，左线ZK83+538～ZK85+577，左线长2039m，右线K83+554～K85+595，右线长2041m，Ⅴ级围岩765m、 Ⅳ级围岩3315m，采用进出口双向掘进。
1.1 地质特性
隧址区属于构造-溶蚀（侵蚀）低山地貌，山脉、水系及各种岩溶地貌形状的发育方向与构造线一致，多为北北东向延展。地貌组合形态为峰脊-沟谷。隧道进口段位于溶蚀峰丛低山地貌区，微地貌为斜坡，坡体植被发育，坡向 0°，与隧道走向垂向相交，坡度约 25～45°。隧道洞身段最高峰位于山盆期二级夷平面残峰上，残峰顺构造线展布，峰顶高程大致相当，均为 1000m 以上。隧道出口位于关口溶蚀洼地内，关口溶蚀洼地为三级夷平面（700～800m）上，地形平缓，坡度约 5～12°，表层被粉质粘土或碎石土层覆盖。
1.2 水文特征
区内地表水流属乌江水系，其次级水流一般发源于中低山沟谷中，明显受构造控制，多属树枝状水系，局部也形成羽毛状水系。
隧址区地表水系不发育，主要为谷岭之间的冲沟，受山体地形限制，沟谷发育长度短，坡降大，切割较浅。隧道洞身范围内在 K83+820 处有一条与隧道走向呈大角度斜交 流向为 50°的冲沟，勘察期间见地表水流，流量约 0.2L/S，该水流汇入黄河溪，最终汇入观音滩河。在 K84+700m 处见一与隧道垂向相交自西向东沟谷，见地表水流，勘察期间流量约 2L/S，该水流向关口岩溶洼地内排泄，通过地表落水洞向地下暗河排泄，最终自潮水河暗河出口汇入观音滩河。该两条沟谷为常年流水沟，具有降雨时水位暴涨，其流量、水位均具有典型的山溪性暴涨剧落特征。
1.3 突水情况概述
2015年1月13日17时，ZK84+405处发生突水，涌出体混浊，为泥水混合物，突泥突水后，开挖轮廓右上侧可见溶腔体，未侵入凈空。
2 处理方案及措施研究
2.1 清除洞内淤泥及措施
（1） 对已施工调平层及下台阶的ZK84+340～ZK84+355段上面的涌出物，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、调平层施工。（ 3 ） 对已开挖上台阶ZK84+405～ZK84+375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ZK84+405～ZK84+397段经围岩量测结果，有下沉趋势，最大下沉量为6.6cm，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Φ25组合中空锚杆，锚杆间距1×1m梅花型布设，锚杆单根长3.5m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根3.5m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3.5m，同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设2根3.5m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3.5m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俳邢乱惶ń椎氖┕ぁ？（6）ZK84+405～ZK84+410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4.2m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）自ZK84+395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2.4m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。 （4）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。
3 结语
（1）隧道掘进前方大于等于30m，周边外1倍洞径超前地质预报应作为工序列入。尤其是复杂隧道采用超前地质预报系统TSP203、超前地质水平钻探等多种方法进行综合地质预报，能提高地质分析准确程度，便于科学制定设计施工方案，提前采取预防措施，防止造成重大损失。
（2）不良地质段隧道开挖应在刚度较大的超前支护下进行，初期支护及时闭合成环，尽早施工仰拱和二衬。遇特殊地质情况，跳跃式浇筑二次衬砌，在一定程度上，可以及早改善特殊地段隧道的空间受力状态，对隧道稳定和施工安全能起到一定作用。
（3）隧道突水形式千变万化，处理方法多种多样，施工中需针对实际情况采取相应的处理技术，以达到更佳的施工效果。本次采用大管棚和小导管注浆超前支护方法有效地处理了八卦山隧道突水突泥段，其成功经验在于：通过大管棚和小导管支护围岩，注浆将松散的破碎体固结起来，形成一个环向的稳固支撑体，有效阻止了松散破碎体的突涌，施工安全达到有力保障，工程质量全部达标。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准《公路隧道施工技术规范》（JTGT F60-2009）北京：人民交通出版社，2009年.
[2] 中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004） 北京：人民交通出版社，2004年.