(長安大學(xué)　陜西　西安　710064)

一、引言

巖溶又稱喀斯特，是可溶性巖石如碳酸鹽類巖石，硫酸鹽類巖石，鹵鹽類巖石在水的作用下以化學(xué)溶蝕作用為主、機械作用為輔的地質(zhì)作用，以及由這些作用而產(chǎn)生的溶洞等現(xiàn)象的總稱。據(jù)不完全統(tǒng)計[1-3]，世界上巖溶地區(qū)總面積達50×106平方公里，占地球總面積的10%。

進入21世紀(jì)以來，中國已成為世界上隧道工程建設(shè)規(guī)模最大、數(shù)量最多和難度最高的國家[4，5]。然而隨著隧道建設(shè)的大力發(fā)展，突水突泥已成為巖溶地區(qū)隧道建設(shè)過程中最常見，最易發(fā)生同時破壞性最大的災(zāi)害之一，其災(zāi)害具體表現(xiàn)在：地下水位下降、地面沉陷、危機施工安全、產(chǎn)生次生地質(zhì)問題等[6]。

本文以8個隧道的實際工程為例，分析突水突泥事故的原因及工程處理，提出應(yīng)對措施。

二、實際工程案例

(一)渝懷鐵路圓梁山隧道。2002年9月10日，圓梁山隧道進口正洞下導(dǎo)坑開挖到3414米，爆破后揭示溶腔口，有少量黃泥擠出。施工混凝土擋墻時，突然發(fā)生大規(guī)模突水突泥，瞬間突泥4200立方，最大涌水量710立方/小時，淤積導(dǎo)坑244米，造成多名作業(yè)人員遇難，工程損失慘重，影響施工一年之久。突泥點埋深550米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。

(二)宜萬鐵路馬鹿箐隧道。2006年1月21日，馬鹿箐隧道出口平導(dǎo)開挖到3174米，注漿加固后開挖出碴時，突然發(fā)生突水突泥，瞬間突泥8萬立方，最大涌水量72萬立方/小時，淤積平導(dǎo)1600米，正洞1000米，造成多名作業(yè)人員遇難，經(jīng)濟損失巨大，影響施工一年之久。突泥點埋深約400米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。

(三)宜萬鐵路野三關(guān)隧道。2007年8月5日，野三關(guān)隧道出口開挖到5444米，出碴時，突然發(fā)生突水突泥突石，瞬間涌出泥砂與塊石約5萬立方，最大涌水量約15萬立方/小時，將洞內(nèi)機械設(shè)備沖出500米后解體，造成多名作業(yè)人員遇難，經(jīng)濟損失巨大，影響施工一年之久。突泥點埋深約200米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。

(四)宜萬鐵路大支坪隧道。2008年4月30日，大支坪隧道進口開挖到2771米，注漿完成后進行開挖，突然發(fā)生大規(guī)模突水涌砂，涌砂量約4000立方，最大涌水量4萬立方/小時，淤積長度200米。由于采取了防范措施，未造成人員傷亡。突泥點埋深約160米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。

三、隧道突水突泥事故特征分析

對以上八個隧道，從“地質(zhì)特征、工序環(huán)節(jié)、預(yù)測預(yù)報、工程處理”四個方面進行災(zāi)害分析。

(一)地質(zhì)方面分析?？梢院唵慰偨Y(jié)為以下幾點：1.水是災(zāi)害發(fā)生的根源。2.隧道埋深大，處于高壓狀態(tài)。3.隧道穿越溶洞、斷層破碎帶或接觸帶等不良地質(zhì)體。

綜合來看，“高壓、富水、不良地質(zhì)”三者不利組合是誘發(fā)突水突泥突石災(zāi)害的地質(zhì)條件。

(二)工序環(huán)節(jié)方面分析。災(zāi)害主要發(fā)生在開挖或清淤兩個工序環(huán)節(jié)。所以對這兩個環(huán)節(jié)應(yīng)該引起重視。

(三)預(yù)測預(yù)報。從災(zāi)害結(jié)果來看，幾座隧道突水突泥的規(guī)模都非常大。加強地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報，溶腔或斷層等不良地質(zhì)是可以發(fā)現(xiàn)的。

(四)工程處理。八座隧道中：1.野三關(guān)隧道是突發(fā)性災(zāi)害。2.圓梁山、梁山、白云三座隧道是先發(fā)生小型突水突泥，在處理過程中發(fā)生大規(guī)模突水突泥造成災(zāi)害。3.馬鹿箐、大支坪兩座隧道是注漿加固開挖時發(fā)生災(zāi)害。4.六盤水隧道是溶腔采用大管棚注漿加固通過后發(fā)生災(zāi)害。5.云霧山隧道是超前探孔時，孔口未安設(shè)閘閥造成災(zāi)害。

從發(fā)生災(zāi)害的幾種類型來看，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，應(yīng)在超前預(yù)報、涌出物處理、注漿質(zhì)量和開挖支護等方面予以加強。

綜合以上分析，發(fā)生災(zāi)害的原因主要體現(xiàn)在以下三個方面：1.未發(fā)現(xiàn)風(fēng)險源。2.發(fā)現(xiàn)風(fēng)險源，但技術(shù)方案不合理。3.發(fā)現(xiàn)風(fēng)險源，但施工管理措施不到位。

四、突水突泥的防范與應(yīng)對

要防止突水突泥災(zāi)害的發(fā)生，必須做好以下兩項重要工作：一是風(fēng)險的識別與評估，二是風(fēng)險的控制與規(guī)避[7]。

(一)風(fēng)險的識別與評估。(1)設(shè)計單位根據(jù)地質(zhì)勘察資料進行隧道風(fēng)險等級劃分，制定技術(shù)措施。(2)由建設(shè)單位組織風(fēng)險評估，并制定高風(fēng)險安全防范管理專項機制。(3)對風(fēng)險隧道進行超前預(yù)報專項設(shè)計，納入工序管理。尤其要加強超前鉆孔[1]和超前炮孔鉆探。(4)設(shè)計單位作出水文監(jiān)測專項設(shè)計(包括降雨量、涌水量、水壓)，施工單位負責(zé)實施，監(jiān)理單位負責(zé)核查。(5)施工單位對超前鉆孔和水文監(jiān)測的真實性負責(zé)，監(jiān)理單位全過程旁站，設(shè)計單位負責(zé)地質(zhì)和水文綜合分析。(6)施工過程中，預(yù)報到溶腔或斷層等異常時，由建設(shè)單位組織論證，進行風(fēng)險評估。方案未制定前，施工單位不得將掌子面爆開。

(二)風(fēng)險的控制與規(guī)避。(1)超前預(yù)報探測到溶腔或斷層時，以及發(fā)生小型涌泥時，由建設(shè)單位組織研究確定重大技術(shù)方案。方案制定應(yīng)廣泛聽取參建各方建議，必要時邀請專家論證。方案選擇應(yīng)把安全放在首位。(2)對極其復(fù)雜的溶腔或斷層，應(yīng)進行迂回繞避、增設(shè)泄水洞、釋能降壓和注漿加固等方案的預(yù)設(shè)計，進行多方案比選。(3)參建各方必須嚴(yán)格執(zhí)行確定的技術(shù)方案，落實實施責(zé)任制和追究責(zé)任制。方案調(diào)整必須履行相關(guān)程序。(4)高風(fēng)險隧道必須建立進洞條件、進洞記錄、視頻監(jiān)控、聲光報警、應(yīng)急照明、安全逃生、洞內(nèi)抽排水等安全保障措施。

總之，高風(fēng)險隧道必須在風(fēng)險的識別與評估、風(fēng)險的控制與規(guī)避的各個環(huán)節(jié)實行全過程的標(biāo)準(zhǔn)化管理。

五、結(jié)論

為防范風(fēng)險隧道發(fā)生突水突泥災(zāi)害，應(yīng)該從以下幾個方面著手。

(1)風(fēng)險源：分析水遷移規(guī)律、預(yù)報高壓溶洞、巖溶與斷層的判別要準(zhǔn)確及時。(2)技術(shù)方案：可以采用釋能降壓和帷幕注漿的辦法。(3)安全措施：進洞條件要明確、超前預(yù)報要準(zhǔn)確及時、水文監(jiān)測要細致、防災(zāi)報警不容忽視。(4)管理制度：制定專項機制、明確決策制度、嚴(yán)守分級督辦。

【參考文獻】

[1]袁道先.中國巖溶學(xué)[M].地質(zhì)出版社，1994.

[2]袁道先.現(xiàn)代巖溶學(xué)在中國的發(fā)展[J].地質(zhì)論評.2006(06)：733-736.

[3]郭佳奇.巖溶隧道防突厚度及突水機制研究[D].北京交通大學(xué)，2011.

[4]馬建，孫守增，趙文義，等.中國隧道工程學(xué)術(shù)研究綜述·2015[J].中國公路學(xué)報.2015(05)：1-65.

[5]洪開榮.我國隧道及地下工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].隧道建設(shè).2015(02)：95-107.

[6]王夢恕.中國隧道與地下工程修建技術(shù)[M].人民交通出版社，2010.

[7]龍浪波，王鷹.多種超前地質(zhì)預(yù)報方法在某隧道施工中的運用[J].施工技術(shù)，2008，37(11)：100-102.