顧永智+朱威+肖海清
摘 要:地下暗河作為巖溶地區(qū)的典型水文地質(zhì)構(gòu)造,通常深埋于山體中,探測(cè)難度大、徑流復(fù)雜,對(duì)隧道工程的施工和永久使用帶來極大的安全隱患。同時(shí)地下暗河的水量隨季節(jié)變化大、發(fā)生涌水突然,“性情”變化大,“脾氣”難以捉摸,“馴服”困難。本文結(jié)合某隧道施工的實(shí)例,對(duì)如何處理暗河給出了方案。
關(guān)鍵詞:隧道暗河;“馴服”
1 某隧道暗河概況
某隧道工程位于湖南境內(nèi),主軸線長(zhǎng)806m,總軸線長(zhǎng)4135m,建筑面積2.3萬m2。工程所處南方多雨地區(qū),山體屬巖溶不良地質(zhì)。在開挖至距隧道彎道18.0m處時(shí),在拱頂上方出現(xiàn)一條與軸線方向約成60°角的斜交暗河,寬約1.5m,高約2m,周邊石質(zhì)破碎,整體性差。因暗河內(nèi)不斷有大量地下水涌出,最大涌水量約50立方米/分鐘,人員無法進(jìn)洞內(nèi)向前探查暗河延伸方向及走向,用強(qiáng)光手電從洞外向內(nèi)探照,也無法探明其盡端,延伸長(zhǎng)度不明,洞壁有多年被水浸泡跡象。
2 某隧道暗河處理方案
通過對(duì)暗河補(bǔ)水排水及涌水原因分析,形成了“以排為主、截疏防相結(jié)合”的基本思路,制定了“一截、一疏、四加強(qiáng)”的總體措施。
1.一截
在溶洞上游處掘擴(kuò)一條2.5m跨、2.2m起拱的排水隧道,連通至溶洞右側(cè)暗河,使上游地下水沿隧道排出洞外,徹底消除暗河河水威脅。
2.一疏
在溶洞處拱頂用鋼筋混凝土澆筑一條截面積約9m2的過水通道,將暗河上下游通道相接,并對(duì)暗河附近空腔進(jìn)行疏通和防滲處理,將暗河內(nèi)剩余少量水源沿被復(fù)層外排水環(huán)排走。
3.四加強(qiáng)
在四處暗河揭露部位,對(duì)已澆筑混凝土的施工縫、拱腳部位、地坪及墻面漏點(diǎn),進(jìn)行防排水加強(qiáng)處理。
(1)澆筑混凝土前在暗河內(nèi)埋鋼管,深入暗河內(nèi)3.0米,端部1.5米內(nèi)鉆直徑16的孔240個(gè)。該管沿右側(cè)墻及毛地坪埋至主通道的建筑排水溝內(nèi),并增加檢查井一個(gè),檢查井底加深500mm。
(2)在暗河口1米向內(nèi),用速凝水泥砂漿砌筑漿砌塊石500厚,封堵嚴(yán)實(shí)。當(dāng)水量過大,影響漿砌塊石封堵質(zhì)量時(shí),可埋多根臨時(shí)鋼管,該臨時(shí)鋼管底端設(shè)閘閥,待漿砌塊石封堵完畢并凝固后,關(guān)閉閘閥。
(3)澆注混凝土前,該范圍內(nèi)埋設(shè)彈簧透水管6根,并設(shè)置遇水膨脹橡膠止水條。
(4)澆注混凝土。暗河口沿軸線方向前后各3米范圍內(nèi)用防水混凝土全部密實(shí)澆注。
(5)暗河至隧道口部建筑排水溝可加大涵管直徑。
按照上述措施處置完成后,至該隧道工程交工,期間雖然經(jīng)歷了數(shù)次大的降雨,工程內(nèi)地下暗河再也沒發(fā)過“脾氣”,被徹底“馴服”了。
4.其他方法
除了以上的處理方法,針對(duì)不同的情況還可以采取支護(hù)圍巖等方法。
(1)噴射混凝土封閉作業(yè)面。噴射50 mm砼封閉裂隙及周圍破碎圍巖,圍巖的裂隙、凹陷部位。適當(dāng)加大噴射砼厚度,使其具有一定的“粘結(jié)力”和“支撐力”,保持作業(yè)面前期的穩(wěn)定性。
(2)型鋼支護(hù)。在暗河口部開始安設(shè)工字鋼拱架支護(hù)。間距800mm-1000mm,鋼拱架與錨桿尾部焊接牢固,錨桿沿拱架徑向布置,間距1000mm,錨桿長(zhǎng)度4000mm-4500mm。各拱架間縱向以兩層鋼筋練成整體,間距400mm -500mm。每?jī)砷摴凹荛g加設(shè)3根Ф22環(huán)向受力筋,與Ф22縱向連接筋點(diǎn)焊。
(3)噴射砼。厚度150mm-200mm。
(4)按此方式支護(hù)至暗河結(jié)束后5m。
3 暗河處理注意事項(xiàng)
1、暗河治理必須對(duì)暗河工程地質(zhì)水文地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察,根據(jù)具體工程水環(huán)境制定相應(yīng)措施,采取綜合措施,確保施工安全和水環(huán)境用水安全。
2、注漿堵水效果檢測(cè)十分關(guān)鍵和必要,現(xiàn)場(chǎng)可以采用物探和鉆探相結(jié)合,以定量驗(yàn)證定性檢測(cè),并較大范圍分析注漿效果,達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后方可隧道開挖。
3、下穿隧道開挖嚴(yán)格進(jìn)行預(yù)支護(hù),嚴(yán)格支護(hù),嚴(yán)格執(zhí)行一榀開挖一支護(hù)的施工原則,嚴(yán)格臨時(shí)仰拱的施工,以確保掘進(jìn)安全。
4、在巖溶、暗河發(fā)育區(qū)隧道施工,應(yīng)特別加強(qiáng)超前地質(zhì)測(cè)、預(yù)報(bào)工作,根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工措施,防止出現(xiàn)突水突泥事故,造成人員、財(cái)物損失。
5、隧道穿越巖溶、暗河充填物時(shí),應(yīng)預(yù)留足夠的變形量,加強(qiáng)支護(hù),確保隧道結(jié)構(gòu)安全和使用功能。
6、加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)及分析整理工作,根據(jù)量測(cè)結(jié)果確定二次襯砌施工時(shí)間,確保施工安全。
7、采取注漿加固止水時(shí),應(yīng)根據(jù)地下水的流速通過試驗(yàn)確定合理的注漿參數(shù)及注漿工藝,并根據(jù)注漿情況及時(shí)調(diào)整,注漿后必須進(jìn)行注漿效果檢查,合格后才能開挖,防止出現(xiàn)災(zāi)難事故。
總的來說,在隧道施工中遭遇暗河是較常見的現(xiàn)象,只有多舉措、及時(shí)對(duì)施工中出現(xiàn)的暗河現(xiàn)象進(jìn)行處理才能更好的保證隧道工程施工的進(jìn)度和質(zhì)量。