在地下水發(fā)育區(qū),對圍巖軟弱、破碎的隧道進行施工時,應(yīng)采取有效的超前地質(zhì)質(zhì)探測預(yù)報措施,提前預(yù)知前方圍巖地質(zhì)情況,根據(jù)所測地質(zhì)情況預(yù)測判斷否具有突泥、涌水
的可能,防止災(zāi)害事故的發(fā)生。若超前探測有突泥、涌水的可能,現(xiàn)場應(yīng)采取果斷施工技
術(shù)措施,防止突泥、涌水的發(fā)生。
1.做好監(jiān)控量測、超前地質(zhì)預(yù)報
(1)根據(jù)隧道工程的要求,按技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定和監(jiān)測方案的內(nèi)容,及時開展現(xiàn)場監(jiān)測工作,合理選擇監(jiān)測斷面,適時埋設(shè)測點并采集數(shù)據(jù)。每日量測數(shù)據(jù)當天進行整理和分析;配備充足的儀器、設(shè)備,并保證測試所需儀器設(shè)備在標定有效期內(nèi),在儀器設(shè)備使用前進行檢查,保證儀器能正常工作;要求監(jiān)測人員每日對監(jiān)測數(shù)據(jù)及時輸入為電子文檔并進行備份,防止因數(shù)據(jù)丟失造成的報告不及時。
(2)由于巖溶的復(fù)雜性和不可預(yù)見性,隧道周邊存在的隱伏巖溶高承壓水直接影、響著施工安全,因此,巖溶隧道施工中需開展超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報、周邊巖溶探查等施工地質(zhì)工作,并將超前地質(zhì)預(yù)報工作納入富水、巖溶隧道的施工工序管理范疇中。
(3)地質(zhì)預(yù)報可采用開挖面地質(zhì)素描、TSP203地震反射法、HSP水平聲波反射法、地質(zhì)雷達、紅外探水和超前鉆探等方法,對圍巖的破碎和富水程度進行預(yù)測和驗證,及時進行信息收集、處理、反饋,以調(diào)整施工方案和施工方法。
2.隧道遇不良地質(zhì)條件的措施
(1)當隧道穿越斷層破碎帶、充填型溶洞等富水巖溶地段時,應(yīng)采取注漿預(yù)加固堵水等措施,以有效地改善隧道周邊既有巖體的物理力學指標、降低地下水的滲透系數(shù),必要時采用長管棚等措施確保隧道施工的安全。特別應(yīng)注意注漿效果的檢查與評定,只有注漿達到預(yù)期加固效果時,才允許開挖。
(2)當隧道穿越地段雖地下水發(fā)育,但水壓不高、圍巖自穩(wěn)能力較好時,可采用先開挖、后注漿的方式,以加快施工進度。
3.隧道防、排水措施
(1)地下水發(fā)育的巖溶隧道,當采取“以排為主、排堵結(jié)合”的原則可能造成地下水大量流失、環(huán)境遭到破壞時,應(yīng)采取“以堵為豐、限量排放”的設(shè)計原則。
(2)隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)有完備的防、排水系統(tǒng),同時應(yīng)盡可能地維持原有的地下水系統(tǒng),破壞時,應(yīng)采取工程措施(導(dǎo)流洞等)予以修復(fù)。
(3)根據(jù)兩端線路坡度情況,采用較大的縱坡,并結(jié)合其內(nèi)輪廓采用較大尺寸的水溝,以避免水淹道床,提高隧道工程運營質(zhì)量。
(4)輔助坑道的作用
對于控制工期的長大巖溶隧道,宜優(yōu)先考慮設(shè)置貫通的平行導(dǎo)坑,其主要作用如下:
(1)發(fā)揮其超前地質(zhì)探洞的作用,為正洞施工提供更為準確的地質(zhì)預(yù)報,規(guī)避施工風險,保障施工安全。
(2)可以超前正洞開辟工作面,加快施工進度。
(3)有利于施工通風和排水,改善掌子面的工作條件。
(4)有利于施工及運營期間的逃生及救援。
隧道涌水事故實例
(1)大柱山隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜,具有“三高四活躍”的特點,存在斷層破碎帶6條(總長1200m,其中水寨斷層640m)、巖溶及巖溶水、暗河、溶洞等巖溶形態(tài)、高地應(yīng)力引起的巖爆和軟巖大變形、放射性(區(qū)段長1600m)、高地熱(39℃)等不良地質(zhì)現(xiàn)象(圖3 -3)。施工中突水、突泥和圍巖失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),在強巖溶水以及部分斷層帶(尤其是有夾泥破碎帶的正斷層),產(chǎn)生較大規(guī)模的突水、突泥段( 3210m,最大涌水量為120000m3/d)。(2) 2009年12月,龍廈鐵路象山隧道掌子面及后方初期支護出現(xiàn)開裂、掉塊現(xiàn)象,并發(fā)展為塌方、涌水,坍塌約600m3,涌水量達200m3/h,并且涌水量持續(xù)加大,從而引起隧道上方的象山村、新祠村等地地表出現(xiàn)局部沉降,部分房屋開裂,累計最大沉降量達350mm,最大沉降速率達5.2mm/h。此次隧道涌水造成165戶688名群眾和兩個工業(yè)廠區(qū)580多名員工受災(zāi)。