浅析隧道断层破碎带渗(涌)水处理技术.pdf 2页

'浅析隧道断层破碎带渗(涌)水处理技术袁成社(中铁二十五局三公司，湖南长沙410005)摘要：本文根据某隧道抽水量调查报告．结合隧道施工，对破碎带渗(涌)水特征进行分析，并采取有效处理措施，得到了较好的效果。关键词：隧道；破碎带；渗(涌)水处理中图分类号：U455文献标识码：B文章编号：1672—401l(2010)06—0104—02l工程概况某高速公路某段隧道为双洞单向行车隧道，左线隧道暗洞长1．327km，右线隧道暗洞长1．357km，隧道为该高速公路工期控制的重点工程。隧道位于山区内，高程2080—2200m，相对高差一般100—200m。本地区所处为天山褶皱系。沿线地层主要为填筑土。第四系洪积的圆砾土、角砾土及震旦界青白口系的石灰岩及下古生界砂砾岩、断层角砾岩及泥岩。库松木契克断裂(F1—1)，该断裂为逆断层，为更新世晚期活动断裂，全新世以来没有活动，为非活动性断裂。在YK574+320附加与路线大角度相交。断裂带为断层石灰岩及断层泥岩。2渗(涌)水特征由于裂隙的发育程度受岩性和褶皱构造控制，而石灰岩和泥岩裂隙发育的差异非常明显。同一个石灰岩层其中的裂隙相互贯通，石灰岩成为相对的含水层。泥岩则由于其软甥性，裂隙细而密，含水导水性差，成为相对的隔水层。Fl一1断层上盘为泥岩夹强风化石灰岩，地下水受雨水和冰山融水补给。重力作用下，通过地表出露的裂隙和风化带裂隙下渗到断层。因此，F1—1断层富水，泥岩起到隔水层的作用，使裂隙中地下水有一定水位高度。根据开挖后隧道内涌水量观测统计，观测涌水量与时间曲线见图1。涌水壁(m叩天)53505300525052005150510050505()()04950490048504800—、、～＼＼II删m线。幂一线I---／P,-1tll＼12345678时间(天)图1涌水量与时间曲线3隧道渗(涌)水特征隧道涌水量由两部分组成：其一是静储水量，是指隧道开挖前实际存在含水层中的地下水。其存储水量的大小取决于含水岩层的厚度和孔隙、裂隙或溶洞的大小和数量；其二是动储水量，是指隧道开挖后揭穿含水层以后，大气降水或者地表雪山融水等，通过裂隙下渗到隧道成为涌水量的一部分。其大小取决于含水围岩的规模、补给因素、地表径流条件。当隧道涌水量以静储水量为主时，初期涌水量很大，表现为突水，由于没有充足的动储量补给，静储量在施工排水中将不断衰减，长时间后地下水被完全排干，最后仅为渗水(见图2中曲线a)。该隧道涌水随时间和空间的变化表现为静储量为主。以动储水量为主的含水围岩，出现涌水时。涌水量往往由小到大变化，然后趋于与动储水量相对稳定的值，即动储水量等于补给量。该隧道由于受冰山融水的动态补给，而具有动储量特性。水量随时间的变化表现为前期的增氏，后期逐渐平稳保持一个平稳的状态(见图2中曲线b)。》g口图2隧道涌水量动态变化特征4渗(涌)水处理措施该隧道围岩破碎渗涌水量大，开挖后渗涌水一直顺着裂隙排出，长时间冲刷对围岩自稳及结构稳定性造成不利因素。必须对隧道渗涌水进行处理，其具体处理措施包括。对该段隧道渗涌水地段，由起拱线上1．2nl范围加密注浆孔注浆止水。采用长5m，似2带孑L小导管，0．5×0．5(m)矩形布置，共三排。第一排布置在起拱线上0．2m位置，第二排距第一排0．5m，第三排距第二排0．5nl。具体施工要求如下：(1)小导管钻孔前在作业面上用油漆标示出孔位，控制好间距。如与已进行了注浆的孔位重叠，可适当调整位置；(2)小导管应预先加工，入孔端管壁钻设中8孔，孔距0．15nl交错布置，端部加工成锥形；(3)钻孔应做到：孔壁圆，角度准，孔身直，深度够，岩粉清洗干净。当出现严重卡钻、孔口不出水时应停止钻孔，立即注浆。钻孔结束后应掏孔检查，确认无塌孔和探(下转第112页) 处理。对于乙类建筑物轻微液化场地可部分消除液化沉陷或对基础和上部结构处理。中等液化场地可部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理。严重液化场地应全部消除液化沉陷影响。对于需全部消除液化沉陷影响的场地，处理深度应大于液化深度下限，改善排水条件和增加土的密实度是处理液化地基的有力措施。振冲挤密碎石桩及振冲置换碎石桩可有效地消散超孔隙水压力，增加土的密实度。强夯法和灌浆法可增加土的密实度。也可采用桩基础将桩端深人液化深度以下稳定的土层中。(4)湿陷性黄土。处理湿陷性黄土，应限据湿陷类型、湿陷范围、湿陷深度、场地的工程地质条件以及建筑物的类型综合确定。可选择部分消除地基的湿陷性和全部消除地基的湿陷性。处理深度可根据建筑物的性质和湿陷等级综合考虑。垫层法和灰土桩、上桩适合处理小范围的单体建筑物。强夯法及预浸水法适合处理大面积的湿陷性黄土。(5)膨胀土。膨胀土具有膨胀与收缩性，压力和含水量是影响膨胀与收缩的重要因素。此类土应调查当地的水文地质条件和区域气候条件，测定土的含水量、自由膨胀率和不同压力下的膨胀率，确定地基的胀缩等级。根据场地的工程地质条件、水文地质条件的复杂程度、以及对建筑物产生的影响可选用天然地基，因荷载较大的建筑物能抵消地基的膨胀力，起到控制地基变形的作用，使地基变形变小，选用天然地基时，最好选择三层以上的建筑物。对需进行处理的膨胀土，应考虑湿陷深度、厚度及地下水位的影响。①当膨胀土埋藏在地表下3m左右且膨胀土较厚或地下水位较深时，尽量利用上部的地墓土，将基础浅埋，合理选择基础形式，减小地基胀缩变形量；②当膨胀土埋藏在地表下2—3m，土层厚度在1—2m时，可全部挖除膨胀土并用无胀缩的粘性土、灰土及砂替换；③当膨胀土埋藏较浅但土的厚度较大时，可采用换土垫层法进行处理；④当膨胀土埋藏较深且土的承载力满足不了较高层数及载荷较大的建筑物的要求，可采用桩基础。(6)杂填土。杂填土一般不宜采用天然地基，但对于建筑垃圾和性能稳定的工业垃圾在填筑年代超过5年后，一般均达到了一定的密实度，此类地基在采取加强基础及上部结构刚度的措施后，仍可作为一般建筑物的天然地基持力层，但其地基承载力应根据载荷试验或其它原位测试手段取得。对于局部厚度不大的杂填土，可采用换土垫层法、重锤夯实法及表层压实法进行处理或将填土挖除，将基础直接置于稳定的土层上。对于深度较大的杂填土，也可采用强夯法及复合地基处理。对于有机质含量较多的生活垃圾当厚度较小时可挖除回填好土，对于厚度较大的生活垃圾不宜采用换土垫层、表层压实及强夯法，可采用桩基础。3结语在工程地质勘察中，勘察人员掌握的是第一手资料，要在充分分析工程地质及水文地质条件的基础上，根据地基、基础和上部结构的共同作用，合理地选择地基处理方案。在选择地基方案时，首先要充分挖掘天然地基的潜力，在天然地基满足不了的情况下，对几种方案进行比较，从中选出一种既经济又合理的地基方案。[ID：6255]参考文献[1]赵维炳，施建勇．地基处理及基础工程[M]．北京：中国水利水电出版社，2002．q矿吨庐q驴、驴妒妒卅争q穸、驴、移谚电矿吨矿、驴驴驴驴驴电争喇尹q铲q务《铲喇矿q矿吨≯驴，驴电争妒《穸、驴、疹、Z争驴，E矿、．疥西^电争《争驴电矿吲矿q步谚妒(上接第104页)头石。孔口位置允许偏差为±5cm；(4)钢管插入后，对孔口端钢管与孔壁间的空隙用锚固剂进行封堵，封堵长度不小于10cm，避免跑浆。端部焊接镀锌钢管，以便安装止浆阀；(5)注浆前应平整所需场地，检查机具设备，并准备注浆材料；(6)注浆浆液采用水泥浆液，水灰比暂定为1：l，可加入适量速凝剂，根据试验及现场注浆效果进行调整。注浆压力控制在0．5一1．0MPa之间：(7)注浆顺序先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行。如遇窜浆或跑浆，则可间隔一孔或数孔灌注。注浆过程中应经常检查孔I：1注浆压力的变化，发现问题，及时处理。注浆结束后，应利用止浆阀保持孔内压力，直至浆液完全凝固；(8)单孔注浆结束条件：注浆压力达到终压(1MPa)；浆液注入量达到计算值的80％以上；全段结束条件：所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注情况；注浆后必须对注浆效果进行检查，如未达到要求，应进行补孔注浆；(9)注浆过程中。做好注浆记录。5结束语隧道断层破碎带的渗漏水对隧道施工及建成后的运营带来很大的影响，认识了解渗流水特征后有针对性的采取科学合理的治理具有现实意义。该工程隧道在开挖掘进中，一直进行隧道内渗(涌)水观测分析及治理得出以下结论：(1)隧道开挖后渗涌水点分布过多，说明隧道内岩体裂隙连通性好；(2)隧道开挖掘进中，涌水量以静储水量为主，初期储水量很大，表现为涌水随时间推移，涌水量逐渐下降。以动储水量为主的含水围岩。(3)对注浆地段加强监控量测，及时反馈信息更好的指导施工。对注浆完成的地段及周边加强观测，对仍渗涌水的地段水量、出水点的变化情况记录，结果表明治理效果明显。[ID：6207]参考文献：[1]蒋爵光．铁路工程地质[M]．成都：西南交通大学出版社，1991．【2]王梦恕．大瑶山隧道一20世纪隧道修建新技术[M]．广州：广东科技出版社。1994．[3]大岛洋志．隧道开挖时涌水枯水的计算[J]．隧道译丛，1985，(9)．[4]刘高，杨重存。谌文武，等．深埋长大隧道涌(突)水条件及影响因素分析[J]．天津城市建设学院学报，2002，8(3)．[5]杨会军，韩文峰。谌文武，刘高．基岩裂隙水渗流特性探讨与工程实例[J]．岩石力学与工程学报(增2)，2003，(22)．'