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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。“102隧道”K2+256处涌水、突泥治理技术总-国道318线川藏公路102滑坡群及川藏公路（西藏境）通麦至105道班段整治改建工程关键节点关键技术咨询“102隧道”K2+256处涌水、突泥治理技术总结西藏自治区交通勘察设计研究院广州瀚阳工程咨询有限公司2014年05月-目录1.1引言11.2工程概况11.2.1隧道概况11.2.2地质概况21.3K2+256处涌水、突泥概况介绍31.4涌水、突泥原因分析51.5紧急处理措施51.6治理方案介绍51.6.1加固段处理：（k2+256+272）51.6.2
2、涌出物堆积体处理：（k2+256+260）61.6.3对涌水、破碎围岩处理61.7施工实施过程记录71.8总结20“102隧道”K2+256处涌水、突泥治理技术总结1.1 引言在隧道施工中，围岩变形坍塌与涌水突泥灾害是最为常见的典型事故。塌方、涌水突泥一旦发生，不仅影响工程进度和施工期间及使用期间的安全，更直接影响到隧道的投资费用。如何减少隧道塌方、涌水突泥灾害和遇到事故能及时采取相应的处理措施，避免造成重特大安全事故将损失控制到最小程度，是施工、设计和项目管理层共同关心的问题。本文工作主要对“102隧道”K2+256处涌水、突泥治理进行了整理归纳。1.2 工程概况1.2.1 隧道概况102滑
3、坡群位于川藏公路通麦以东8.310.5公里路段处，自1991年2滑坡发生大滑动后，由于种种原因没有对滑坡群进行根本治理，为了对该路段进行彻底整治，采用隧道方案从102滑坡群2#滑坡后缘滑床以下通过该路段。102隧道2#滑坡图1.1-1隧道平面走向图隧道全长1731m，测设里程为K0+724K2+455，属傍山长隧道。隧道进口位于102东沟沟口；隧道洞身从102滑坡群2#滑坡后缘滑床以下通过并穿过102滑坡西侧山脊后从102西沟沟口以西山脊穿出，隧道线型沿山坡走向呈NW-EW-SW-NE弧形，总体走向为EW，最大埋深约350m，进口设计高程为2179.28m，纵坡为0.312%，出口设计高程为2
4、168.97m，纵坡为-1.008%，隧道为单洞双向行驶车道，建筑限界按40km/h二级公路标准设计，内轮廓净宽9.00m净高5.00m。1.2.2 地质概况据区域地质资料，隧址区内共有四条构造断裂带，地层岩性复杂、岩体破碎、节理发育，四条断层带直接影响隧道安全及稳定。（1）易贡藏布帕隆藏布深大断裂带北支主干断裂带(F1)（2）2#滑坡断层(F2)（3）102西沟泥石流沟断层(F3)（4）102东沟断层(F4)K2+256涌水、突泥处位于F2断层破碎带内，为级围岩，花岗片麻岩断层破碎带，岩体破碎，节理发育，呈角碎状散体结构，局部岩体已被挤压破碎呈断层泥或断层碎屑物等。该层为地下富水层，隧址区常
5、年雨水丰沛，地表径流大，渗水严重，地下水极为丰富。K2+256涌水突泥位置方向图1.1-2102隧道出口段地质纵断面图1.3 K2+256处涌水、突泥概况介绍102隧道从出口端掘进施工至掌子面K2+256时（该段隧道埋深80m左右，距离318国道140m），在2013年7月19日凌晨3：00左右掌子面出现小股细流。2013年7月20日上午11点30左右，工人在安装型钢拱架中，隧道线路左侧（靠河侧）掌子面边墙处突然坍塌，并出现大量突泥涌水现象，涌水初期水质较为混浊并夹带大量的泥沙及碎石。经现场测量涌水量在0.70.8m3/s，流速3m/s，对涌水水量及涌水点的情况进行观察及量测，水量未出现减小的
6、迹象，同时监控量测单位对K2+256处进行了地质雷达超前预报，并对山顶及周边继续巡查，未发现地表补给水源。第一股水流下泄方向第二股水流下泄方向图1.2-1突泥涌水泄水口涌出口周边岩质石涌出物突泥夹碎石涌出物夹带块石图1.2-2突泥涌水涌出物情况2013年7月29日16：10左右突然从原涌水口涌出40方左右的泥石流。晚上19：30左右掌子面前方发生较大变化，掌子面完全被泥石流堵塞封闭，涌水点由于原来比较集中变得极为分散，同时水位上升，初支面K2+256K2+270段开始冒水。图1.2-3原涌水口堵住使水头上升，初支渗冒水严重2013年7月30日上午11：40左右工人在进行排水过程中，掌子面前方在
7、10分钟左右又涌出600方左右的泥石流，涌出长度30m；使岩层内原有水流通道被打通初支渗漏点出水量逐渐变小，水流下泄通道又回到原涌水点。2013年7月31日15：30到现场察看，由于泥石流堆积，围岩内原有泄水通道出现堵塞，K2+256K2+270线路左侧初支又重新开始大量冒水。从2013年7月19日2013年7月31掌子面前方共计涌出泥石2000m3以上。2013年8月1日2013年9月19日，涌水量逐步变小并变得清澈。由于泥石流量达到2000m3以上，靠山外侧围岩为破碎堆积层，可以推测在隧道范围内有空洞，由于掌子面被封堵，及地下水的作用，空洞的位置不断在变化，堆积层越厚，空洞移动位置越大，对
8、支护构成的压力也会增加，进而构成了比较大的安全隐患。2013年9月20日上午11：30左右，掌子面左侧再次涌出30方泥石流，现场进行了涌水量测试，流速V=1m/s,流量S=0.16m3/s。1.4 涌水、突泥原因分析从围岩地质情况分析，k2+256掌子面处于级围岩断层破碎带，岩体破碎，节理发育，呈角碎状散体结构，局部岩体已被挤压破碎呈断层泥或断层碎屑物等。且该层为地下富水层，为构造裂隙水，地层含水量大，呈涌流状出水。从隧道施工因素分析，该段采用上下台阶法开挖，开挖断面过大造成一次施工爆破扰动大，使围岩松动，局部薄弱围岩裂隙增大，且在富水层水压作用下，形成水流下泄通道，进一步引发大规模突泥、突石
9、。1.5 紧急处理措施本次事故发生时间点为工人在安装初支钢拱架时，隧道左侧掌子面边墙突然坍塌，并出现大量突泥涌水现象。特征表现为具有一定突发性，因此在险情发生后，紧急处理措施原则为：首要确保人员安全，再尽可能地减小财产损失，在安全前提下，采取措施防止险情进一步扩大。在本次处理中，进行了如下几点：1、 施工人员第一时间撤至安全地带，对涌水突泥情况进行观察，再尽可能地抢救机械设备；2、 上报项目部，并通知各参建单位，第一时间赶赴现场指挥抢险；3、 鉴于涌水流量大，一次突泥夹石方量大，从安全考虑，未采用运渣回填反压措施，靠涌出物形成的堆积体自稳；4、 从7月20号险情发生，在21号至23号为观察期，
10、涌水量已基本稳定，不再发生突泥突石现象。5、 在后续观察期间，在距离掌子面前方一定安全距离设置警戒线，并加强人员值班制度。1.6 治理方案介绍待涌水突泥情况基本稳定后，参建各方进行了治理方案讨论会，确定了下步处理措施。1.6.1 加固段处理：（k2+256+272）对k2+256+272段可能存在受涌水影响夹带碎石等细颗粒流失导致围岩松弛，防止围岩坍塌，也为涌水突泥治理提供安全空间，对该段实行加固措施如下：（1）在k2+256+272段加设I16临时钢拱架，纵向间距60cm，临时钢拱架支撑于已施工的初期支护钢拱架位置，并与初期支护混凝土面密贴，空隙处喷射混凝土封闭，在每侧拱脚设置2根4m长42
11、锁脚小导管与钢架焊接牢固。（2）在k2+260+272段采用4m长42注浆小导管对围岩进行径向注浆加固，小导管纵向间距1.5m，环向间距1.5m，纵向呈梅花型交错布置。注浆材料采用水泥净浆液，水泥浆水灰比1：1，可适当掺加水玻璃，注浆压力为0.51.0Mpa。注浆前应进行现场试验，以确定注浆参数。1.6.2 涌出物堆积体处理：（k2+256+260）1、对涌出物堆积体四处漫流的涌水进行引流集中排水。2、涌出物堆积体采用42注浆小导管注浆固结，导管长3.5m，横向间距1m，纵向间距1m，呈梅花型交错布置，打入角度根据现场调整。堆积体坡脚采用沙袋码砌反压稳定。1.6.3 对涌水、破碎围岩处理1、在
12、k2+256掌子面拱顶位置钻超前探孔一个，深度22m，依据现场的钻孔情况，围岩较为破碎，为强风化，在014m段有水但比较小，14m22m段水量较大。2、从涌出物及钻探情况判断前方围岩较差，采用方案为超前大管棚进行强支护，为后续开挖提供安全保证。管棚施工方案如下：（1）在k2+262+260段设置临时套拱纵向长2.0m，厚55cm，套拱内预埋108x4导向钢管。临时套拱应在大管棚施工前施作，固定导向管时应结合洞内变形量。（2）管棚采用89x6钢管，纵向长10m，环向间距35cm，管棚外插角810度。为增强钢管刚度，管内套3根22钢筋。（3）管棚注浆材料采用水泥净浆，困难时采用水泥-水玻璃双液浆，
13、水泥浆水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃体积比为1:0.05，注浆压力：0.51.5MPa。注浆前应进行现场试验，以确定注浆参数。（4）大管棚施工完毕后，二衬施工前拆除临时套拱。图1.5-1管棚施工示意图3、隧道后续开挖：首先对堆积体固结后实行分层分幅清理，拱部可采用上弧形导坑法，墙部左右分块开挖。施工中应根据监控量测结果，及时调整开挖方式和修正支护参数，必要时采用CD法开挖，确保安全。（注：上述治理方案是针对7月20至8月上旬情况制定的施工方案，在实际施工过程由于施工困难等因素具有一定变化，在1.6节施工实施过程记录中反映相应变化）1.7 施工实施过程记录本节内容按施工时间阶段叙述，对施工过程采
14、取的措施和遇到的问题进行说明。第一阶段处理措施：（7月20号至8月1号）第一阶段主要为观察稳定期及确定处理方案。期间水流路径多次发生变化，特点表现为水压大。在29号原涌水口涌出约40方的泥石流使得出水口堵塞封闭，涌水由原来比较集中变得极为分散，同时使得水位上升，在初支面k2+256+270段出现渗冒水严重。为防止k2+256+270段承受过大水压而造成结构破坏，采用了如下处理措施：1、在原涌水口位置，进行人工掏槽疏导排水，使原水流通道打通，初支渗漏点水量变小，水流下泄通道又回到原涌水点。（施工过程又涌出约600方泥石流，施工风险较大。）2、在初支面k2+256+270段渗漏水严重区域，插打42
15、钢花管，作为集中引水管，效果较好。图1.6-1初支钻设钢花管为集中引水图1.6-2疏导原涌水口，初支面渗冒水减小至8月1号，虽然出现“原涌水口堵塞初支面冒水原涌水口疏通初支面冒水减少原涌水口堵塞”的循环情况，但已基本稳定，没有异常情况发生。小结：本阶段处理措施存在一定风险，在没有对堆积体采取反压稳定的措施前提下，对侧边掏槽疏导排水易再次引发突泥突石发生。建议应对堆积体坡脚码砌沙袋稳定后，逐层发压至涌水口处，再进行局部掏槽引流，并在涌水口处埋设较大管径泄水管，为后续注浆施工创造条件。第二阶段处理措施：（8月1号至8月17号）第二阶段措施为对k2+260+272段加固处理，及k2+256+260段
16、涌出物堆积体实行注浆固结处理。见下图：图1.6-3临时加固设计图由于涌水量大，水流路径发达，及围岩破碎等因素，本阶段实施的重点与难点为注浆工作，主要分为：环向注浆加固处理涌水口集中注浆堵水堆积体注浆固结根据注浆施工工艺流程，对施工工艺及过程情况记录如下：1、注浆顺序注浆管呈1.51.5m梅花形布设。纵向由两端往中间进行注浆。环向在线路右侧，即进尺方向左侧进行注浆，逐步向涌水侧靠近。注浆采用A、B两序钻孔注浆，首先对A序孔进行钻孔注浆，然后对钻B序孔对A序孔注浆效果进行检验并补充注浆，进浆量过大或压力不上升时，则采用循环注浆的方式进行注浆。如下图所示：2、钻孔注浆管钻孔采用气腿式凿岩机进行钻孔（
17、钻机为YT-28型）。整体钻孔成管情况良好。但存在以下问题：（1）由于围岩破碎或软硬不均，易造成钻杆偏位卡钻现象，或按设计要求钻孔深度4m后，存在塌孔堵塞造成塞管困难难以达到设计要求。（2）注浆孔位布置凌乱无序，现场工人缺乏指导，孔位难以达到设计要求位置，没有规整性。（3）注浆小导管基本是一次施工完成，对后续注浆存在串浆、跑浆问题。对策：对成孔困难可反复扫孔，钻孔完毕后立即塞管。对难以达到设计要求深度时，可采用前进式分段注浆。3、注浆材料及配合比注浆材料以水泥净浆为主，在突泥、突石涌水段前期采用水泥-水玻璃双液浆进行止水，为后期注入水泥净浆创造条件。根据实际需求，注浆前试验室先进行试验，注浆时
18、，在现场再进行黏度、胶凝时间等测定，根据现场所取的数据，再进行配合比的调配，下表为配制大概参数。表1.6-1注浆材料规格原料规格要求作用水泥425#普通硅酸盐水泥主剂水玻璃模数2.43.4，浓度3045Be主剂速凝剂工业品（氢氧化钙）速凝表1.6-2注浆液配合比浆液材料和配方地质条件加固目的效果判定水泥净浆+速凝剂水泥浆：W:C=1:1速凝剂重比：0.050.20中、粗粒径层，伴有地下水渗涌固结、堵水，形成压力保护环止水，拱顶下沉收敛水泥浆液+水玻璃水玻璃：40Be水泥浆：W:C=1:1水波体积比：1：0.5泥石流堆积层，涌水及水压较大堵水，固结，形成压力保护环现场实际配合比为：水玻璃1373
19、kg/m339.2Be水：水泥=0.750.78：1（重量比）水泥浆：水玻璃=1：0.25（体积比）初凝时间约3min。3、注浆（1）注浆采用GZJB型双液注浆机，理论输出量4m3/h，输送压力0.57.0Mpa，输送距离水平200m，垂直60m。注浆流程如下：图1.6-4注浆流程图（2）根据围岩实际情况，按照注浆机理，涌水段纵、环向注浆方法选择充填注浆与渗透注浆相结合。充填注浆：用于隧道背面大空洞、大裂隙的回填注浆，目的在于加固整体破碎堆积层及改善围岩整体稳定性。这种注浆方法主要采用水泥净浆、水泥砂浆等粒状材料的混合浆液。一般情况下，此种方法注浆压力较小，不能填充细小孔隙，所以止水效果较差。
20、结合注浆治水效果要求，在进行填充注浆的同时需结合渗透注浆。渗透注浆：使浆液扩散到破碎堆积体的孔隙中，凝固后达到破碎体加固和治水的目的。浆液的性能、破碎堆积层的孔隙大小、孔隙水、非均匀质性等方面对浆液渗透扩散有一定的影响，因而必然也会影响注浆效果，因此本次注浆浆液采用水玻璃浆液。4、注浆终止条件判断注浆终止条件应根据达到一定的要求及效果来判断，本次注浆从以下几个方面判断作为终止注浆的条件及注浆标准。从以下几个方面作为终止条件：（1）外观判定，初支表面渗漏水呈明显减弱趋势；（2）注浆量控制标准：理论上注浆量由注浆管长度L、扩散半径R(包括搭接帷幕，由于布设间距为1.5m，扩散半径2m)、破碎岩层孔
21、隙率n(0.30.5)、无效浆液损失系数m(1.1)，本次注浆每米钢管理论注浆量：Q=R3Lnm=3.14152310.31.1=4.15m3当实际注浆量超出理论注浆量20%后应该停止注浆，判定注浆效果。若未达到注浆要求，则找出原因，进一步再进行处理；（3）注浆压力控制标准：充填注浆的有效压力（孔口实际注入压力-水压）为0.050.15Mpa，渗透有效注浆压力为0.150.3Mpa（最大不超过0.5Mpa）。6、 小结注浆过程存在问题如下：（1）k2+260+272段围岩环向注浆加固，在靠山侧出现串浆、跑浆现象，采用封堵措施后，注浆效果整体较好。但在靠河侧即涌水突泥侧，出现浆液流失严重，浆液顺
22、初支背后水流路径从涌水口及其它冒水口处大量流失。注浆未达到预期效果。（2）对涌水口实现集中注浆堵水，由于水量大、水流路径发达及双液浆初凝时间达3min，浆液流失严重，注浆未达到预期效果。图1.6-5对涌水口集中注浆堵水浆液流失严重（3）对涌出物堆积体实行注浆固结，但由于堆积体松散空隙较大，水流活跃，对堆积体采用双液注浆难以成功，注浆压力上不去或浆液流失，注浆未达到预期效果。对上述注浆效果不理想，从现场实施情况总结以下几点原因：（1）双液浆配合比不完善，仅进行一到两组试验，初凝时间控制在3min过长，对水头过大动水区域难以实现注浆固结目的。应根据渗漏水情况进行多组配合比试验。（2）注浆过程，注浆
23、机内置的压力表一直未有读数，从围岩条件可解释为岩质破碎空隙率大导致注浆压力上不去，但是否涉及机械设备原因或压力表问题，一直未查明原因。压力表未有读数难以有效指导注浆工作，注入量以总量控制，存在一定盲目性。（3）注浆工作虽然有好的理论知识，但现场实际操作，存在经验性不足问题及难以做到理论指导施工，对施工中遇到的问题，不能及时查明原因解决问题。第三阶段处理措施：（8月18号至10月1530号）第三阶段处理措施主要进行管棚施工，及在确保相应措施到位后进行了掌子面往前掘进施工。1、管棚施工管棚设计共32根，长度26m，采用热轧无缝钢管，外径为89mm，壁厚6mm。管棚钻孔施工采用“YQ100E型电动潜
24、孔钻机”，具体施工过程如下：（1）在第二阶段处理措施即对涌出物堆积体注浆固结后，在尽量不扰动堆积体并确保掌子面稳定的前提下，进行局部清理，便于搭设钻机施工平台和大管棚安装空间。管棚钻机平台就近利用被埋开挖台车，台车需要进行局部切割和焊接，清理开挖台车顶上堆积物，搭设木板并固定，保证表面平整稳定。（2）临时套拱施工：设计图纸要求在k2+262+260段设置临时套拱纵向长2.0m，厚55cm。但现场作业班组考虑施工复杂且后期拆除套拱凿除工作量大等因素未施工混凝土套拱。实际施工中，在k2+255位置架立一榀钢拱架作为管棚施工定位及端部支撑作用，钢拱架紧贴原初支面。如下图：钢拱架紧贴初支面，施工管棚易
25、侵占后续初支钢拱架位置定位钢拱架拆除，管棚尾端喷射混凝土固结成整体图1.6-68月18号管棚开始钻孔施工图1.6-79月16完工后的管棚尾端喷砼情况在后续施工中，定位钢拱架拆除，管棚尾端喷射混凝土固结成整体。（3）管棚钻孔及塞管施工管棚钻孔方向角度为=5。在钻进过程中注意搜集和掌握掌子面前方围岩变化情况，对前方空洞及水情况进行判别，以便调整钻进速度和角度，及指导后续施工。现场实际钻孔情况，存在由于围岩破碎、部分孔位出水大等因素造成塌孔严重，对后续塞管困难，最终钻孔深度平均达到12m。塞管采用人工配合挖掘机破碎头强力顶入，有效管棚长度在612m。（4）管棚注浆材料采用水泥净浆，困难时采用水泥-水
26、玻璃双液浆，水泥浆水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃体积比为1：0.05，注浆压力：0.51.5MPa。（根据现场实际情况调整）（5）管棚施工存在主要问题为：施工进度相对缓慢，平均进度1.2根/天。（从8月16号开始大管棚施工，至9月16号完成设计要求的32根管棚，平均长度9m）洞内施工管棚，端头处理即导向墙采用混凝土临时套拱或临时钢拱架加喷射混凝土方法，都存在后期侵限拆除问题。从同类项目了解到，施工单位一般不倾向于采用洞内施工混凝土临时套拱。洞内施工管棚（本项目情况），在管棚起始位置段约2m范围内，存在管棚侵占初支钢拱架位置，对后续开挖须根据侵限情况确定相应初支设计。2、监控量测根据现场管棚施工
27、情况，同时现场可观测到涌水量减小，也未出现突泥现象。在9月13日，开始缓慢清除泥石流堆积体，采用预留核心土进行逐级台阶（侧壁）开挖，同时加强监控量测观测。9月20日上午11：30左右，掌子面K2+251原涌水口位置出现涌泥现象，涌泥量约30m3，人员、机械设备撤至安全地带，进行后续观测。根据监控量测单位报告，至9月21号K2+255处拱顶累计沉降达到131.4mm，已经超出公路双车道隧道初期支护的允许变形值（120mm）。当即采用竖向支撑架立防止变形过大。施工过程未加竖向支撑约束拱顶沉降变形拱顶沉降变形过大时紧急架立的竖向支撑底部加塞钢板图1.6-8施工过程未加支撑约束拱顶位移图1.6-9竖向
28、支撑约束拱顶沉降变形监控量测数据显示，施工过程拱顶沉降基本处于发散增大趋势。从施工风险控制，由于涌水突泥施工治理时间周期长，为防止拱顶沉降变形过大，应及早采取竖向支撑进行支护。3、后续开挖掘进从前文所述，虽然注浆效果不太理想，但胜在量多，局部注浆堵水应起到了一定作用。另一方面，通过在涌水口处插打密集的注浆小导管，能对溜塌体起到一定的支护稳定作用。鉴于此，施工对涌水口侧进行了侧壁掏槽开挖，并迅速接长初支钢拱架进行初喷混凝土封闭。侧壁掏槽开挖，接长初支钢拱架密集的注浆小导管原涌水、突泥口区域引水管图1.6-10侧壁掏槽开挖，接长钢拱架图1.6-11原涌水口密集的引水管及注浆小导管从上图可以看出，原
29、涌水口基本成功封闭。后续开挖，左右分部开挖法，配合人工局部掏挖等，掘进正常，无涌水突泥异常情况。掌子面围岩较好侧壁有少量渗冒水图1.6-12侧壁岩体局部破碎人工清理图1.6-13分上台阶拱圈部分，钢拱架施工k2+236掌子面揭示围岩情况较好，整体水量变小，呈雨淋状，裂隙水原涌水口治理区域图1.6-14涌水口治理后，图示侵限较多图1.6-15掌子面恢复正常掘进，前方围岩较好10月初，对涌水口施工完成初支，成功封堵后。10月整，掌子面正常往前推进36m。4、专家会议结论针对监控量测数据显示拱顶下沉超规范，及9月份施工情况没有大的进展，担忧后续处理存在大的安全隐患等情况，在9月30号业主召开专家会议
30、，对会议主要结论记录如下：(1)对k2+256涌水段的拱背围岩采用纵、环向注浆加固，使初支周边一定范围内的围岩形成自身能稳定并承受压力的拱圈，以达到后期可以将侵入二衬范围的钢拱架进行拆除更换条件。在注浆前，必须编制切实有效的注浆施工技术方案，以指导实际施工操作。(2)对侵入二衬范围的钢拱架，待相邻两侧二衬施工完毕后方可拆除，再重新安装钢拱架进行支护，并加强该段范围内的支护结构。（3）应加强超前地质预报手段，并打设超前探孔进行复核检验，探出前方围岩及地下水情况，提高超前地质预报的可靠性，根据预报结构提前做好防范加固措施。（4）若前方围岩较为破碎且地下水丰富，请设计针对实际围岩情况调整开挖方法，建
31、议采用侧壁导坑法进行开挖，提高施工安全性。第四阶段处理措施：（11月1号至12月12号）第四阶段处理措施，主要针对拱顶沉降侵限及周边变形部位，考虑后期需凿除侵限部位及拆除侵限拱架，为进一步提高施工安全保障也为后期隧道运营增加结构安全，需再次对涌水段进行拱背注浆固结，固化拱背围岩，在初支外部形成受力拱圈。鉴于前文所述，涌水段水流路径发达及现场施工工艺水平不达标等问题，施工单位委托专家注浆公司购置特殊注浆材料，并派驻技术人员进行现场指导施工。注浆材料使用以下三种：BY12-型水中不分散高强灌浆料BY12-IA早凝早强高强灌浆料BY12型灌浆材料专用外加剂对注浆过程，本文不再过多展开。注浆效果通过渗
32、冒水情况判断，注浆前存在多处集中小股状出水点，注浆后初支轮廓局部呈雨淋状，出水总量明显减小，注浆效果较好。第五阶段处理措施：（2014年5月份）第五阶段处理措施主要为涌水段初支侵限部分进行凿除及该段二衬施工。k2+256处涌水突泥治理在经过前文所述4个阶段处理之后，从涌水量变化及监控量测数据显示，可判断止水及拱背围岩加固取得良好效果。在2013年10月份，掌子面恢复施工，正常往前掘进。为赶进度，二衬台车越过k2+256段，即余下k2+244.5+261.709约17m段未施工二衬。至2014年5月份，放缓掌子面施工，二衬台车退至k2+256段，恢复该段二衬施工。首先进行了断面复测，测量结果显示
33、主要为原涌水口治理处存在较大区域侵限问题，最大侵限值达到约0.7m。图1.6-16k2+253.711处断面复测图（最大欠挖：0.606m）原涌水口治理区域侵限较大治理过程施工密集的小导管图1.6-17靠河侧局部侵限区域较大图1.6-18治理过程施工密集的小导管对k2+244.5+261.709二衬施工确定了以下施工思路：二衬加强：二衬厚度由原设计45cm加厚为50cm，混凝土标号由C25提高至C30一个等级，钢筋相应加强加密。k2+244.5+261.709段余下约17.2m分作3版二衬施工，对k2+244.5+251，k2+257+261.7未过多侵限且具备施工条件的先行施工二衬，中间段再
34、进行集中凿除处理。1.8 对k2+251+257原涌水口治理处，由于施工管棚侵占初支钢拱架位置，导致67榀钢拱架基本支立在初支外轮廓线外，且钢拱架过度弯曲难以受力。对此，方案采取拆除侵限的钢拱架，为保证施工安全，不再进行过大扰动凿除、刻槽、安装新的钢拱架嵌入初支内。同时为保证运营阶段结构安全，在二衬内添加钢拱架进行加强，即采用I20工字钢，布置间距0.6m，工字钢贴防水板侧安装，施工过程注意保护防水板，及受工字钢隔槽影响注意浇灌混凝土的流动性和振捣质量。侵限拱架需拆除密集的小导管，侵限需割除原涌水口区域，凿开后可见注浆砼注浆块总结102隧道k2+256处涌水突泥治理时间周期长，是隧道施工事故的
35、典型代表，集中总结如下：一、涌水突泥发生起因：1、对富水层的围岩断层破碎带施工，因其本身地质条件差，对前方施工围岩情况及水情况充满未知性，施工存在较大安全隐患。一方面，施工单位应加强现场管理及现场技术指导，另一方面，应提高科学技术手段，依靠超前地质预报准确预报工作面前方2025m范围的工程地质和水文地质情况。从本次治理过程，最直接有效的为超前地质钻孔预报法。图1.7-1超前地质钻孔布置图图1.7-2超前探水、堵水动态施工流程图通过超前探孔对前方水量、水压情况有直观了解后，再研究注浆方案，确保在开挖前，即在静水压环境下进行注浆工作，浆液能最大程度进行有效扩散固结围岩形成有效压力拱及止水圈，保证后
36、续开挖安全。2、从施工工艺控制，应选择合适的开挖方法，若围岩极为破碎且地下水丰富时，后续开挖建议采用侧壁导坑法开挖，对开挖进尺严格控制在一至两榀拱架，开挖过程尽量减少对围岩的扰动。3、本次涌水突泥事例发生在“清完渣后，工人在安装型钢拱架时，隧道线路左侧掌子面边墙处突然坍塌，并出现大量突泥涌水现象”。从发生原因分析，“存在施工爆破造成围岩松动，局部薄弱围岩裂隙增大，且在富水层水压作用下，形成水流下泄通道，进一步引发大规模突泥、突石”。该点控制措施应强调：开挖后，围岩暴露时间要控制在24小时以内，应先初喷45cm厚混凝土封闭岩面，使喷射混凝土填充围岩裂隙，提高围岩自承重能力，然后安装拱架、锚杆等初
37、期支撑，再复喷至设计厚度。二、紧急处理措施：1、在可能发生涌水突泥的地段施工时，洞口应准备应急物资设备，如抽排水设备、沙袋、方木、钢材等。2、发生涌水突泥时，根据涌出方量、流速判断，当涌出方量大且急时，考虑洞外运渣大方量回填反压；当为局部涌出口时，宜采用人工有组织地码堆沙袋封堵，同时预埋泄水管道，利于后期处理。图1.7-3局部涌水口宜采用沙袋码砌封堵（参考）3、地下水是塌方产生和扩大的主因，必须加强地下水的疏导、引排。对涌出的松散堆积体坡脚码放沙袋反压或砌筑混凝土台阶，分幅逐级封闭，抬高水位，阻断水流下泄路径，使水流形成上渗通道，防止水流带出围岩中细小颗粒使围岩松弛。另一方面，若初支混凝土表面
38、有渗、冒水严重，宜开凿一些泄水孔将水排出，保证结构安全，泄水管宜设置过滤网。4、为防止拱顶沉降、洞周收敛变形过大，宜采用横向撑与竖向撑较为直接有效，若采用临时钢拱架，存在拱架加工线形难以与初支轮廓吻合，拱架与初支不密贴，受力欠佳。三、在具体施工过程遇到的问题：1、注浆施工：（1）注浆现场工艺指导很重要，应加强现场监管，派驻有验验的技术人员进行现场指导，能发现问题、总结问题、解决问题。（2）应区分注浆类型，根据是充填注浆或渗透注浆选择合适的注浆材料，（3）若采用水玻璃双液注浆，应根据现场水量情况、水压、渗流路径等情况进行多组配合比，对浆液胶凝时间、注入能力、渗透性等性能参数进行现场测验，进行试验
39、段试注，针对不同区域的涌水情况选择合适的浆液配合比。（4）对注浆孔位可采用A、B两序钻孔注浆。（具体内容详见1.6节）（5）现场注浆应明确终止条件，尤其压力表读数是重要的指示参数，对压力表无读数或压力上不去，应及时查找原因。建议在注浆孔口处安装压力表，才能准确反映注浆压力。（7）对堆积体由于松散、大孔隙率、水流活跃等因素难以实现双液浆固结目的，可采用其他堆载反压措施。（8）对现场注浆工艺验验不足等问题，可考虑委托专业注浆公司，采用特殊注浆材料，提高注浆的成功率和可信度。2、管棚施工：最初方案中管棚采用长度26m89钢管，仰角5度。但现场实际施工过程中，由于围岩破碎，使钻孔过程塌孔严重，较难成孔
40、，后续塞管困难，一共设计共32根管，最终成管长度在612m，平均管长约9m。总结以下几点：（1）管棚设计考虑长度时，应综合考虑现场机械设备能力。建议进行试钻，再反馈至设计定管长、仰角等。管棚越长，施工越困难。如确实需要采用长大管棚时，可考虑两环搭接式12m或15m管棚，且仰角放小，有利于前端支护效果。（2）对围岩破碎，易塌孔、成孔困难等因素，可以考虑采用跟管钻进技术或大直径中空自进式锚杆。（3）洞内实施管棚，若管棚仰角过小存在侵占初支拱架问题；仰角过大，难以起到有效支护效果。且在洞内施工管棚，作业效率较低，工期拖得较长。建议与类似项目进行对比，比较洞内实施管棚的优劣性，及是否有其他更好的处理方
41、案。3、对初支侵限段凿除、初支拱架拆拱及换拱、二衬施工总结如下：（1）初支侵限段凿除量过大时，应确保拱背围岩注浆得到了有效固结，形成自承重压力拱。可以通过注浆前后水量变化判断，如注浆前突冒水严重，水量集中，注浆后，出水量明显减少，水量分散呈雨淋状等判断注浆效果较好。还可通过监控量测数据、钻芯取样等方式进一步验证注浆效果。（2）对初支侵限拱架拆拱、换拱问题，从施工安全考虑，尽量避免破坏、扰动围岩，建议尽量不拆，二衬进行相应加强。如侵限过大确实须拆除时，应按拆除一榀即刻置换一榀，初喷密实后，再进行下一榀作业。（3）由于施工管棚侵占初支拱架段，不建议破除初支割断管棚凿槽架立钢拱架施工，可考虑在二衬内架立钢拱架进行加强。（4）对涌水突泥段治理，二衬结构可以考虑相应加强，即加厚二衬厚度，提高二衬混凝土等级，及加密、加强钢筋等。