隧道水文地質結構及降排水研究

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摘要：文中針對隧道實際情況，在介紹其水文地質條件的基礎上，對其降排水進行分析與研究，提出降排水要點及影響，旨在為類似隧道工程施工提供相關參考依據，保證降排水效果。

關鍵詞：隧道；水文地質條件；降排水

隧道工程建設受水文地質條件的影響很大，為降低這一影響，需要在掌握隧道水文地質條件的基礎上，做好降排水施工，明確其要點及影響，保證隧道施工質量與安全運營。

1隧道基本情況

隧道進口位于長樂市青山村，隧道穿越山體，出口位于長樂市岱邊村，隧道設計為1座4洞分離式隧道，主路、輔路隧道分左右洞，隧道平均長度約4059m，為特長隧道。主路隧道凈空（寬×高）為17.5m×5.0m，主路隧道右洞長4060m，設計樁號YK12+085.00~YK16+145.00，主路隧道左洞長4057m，設計樁號ZK12+082.00~ZK16+139.00；輔路隧道凈空（寬×高）為10.0m×5.0m，輔路隧道右洞長4089m，設計樁號FYK6+005.00~FYK10+094.00，輔路隧道左洞長4418m，設計樁號FZK5+596~FZK10+014；隧道最大埋深約363m。擬建隧道采用小凈距~分離式~小凈距結構形式，洞門采用端墻式。隧址區位于山區內，隧道進洞口處為果園場，交通極不便，隧道施工前應先建設施工便道；出洞口原為取土采石場，有土路可直達洞口，交通相對較好［1］。

2隧道水文地質條件

隧道處在侵蝕基準面上，山體坡度較大，而且地形還有很大的起伏，隧址區地表從多條山凹沖溝中穿越，為季節性溝谷，有典型的山區溝谷特征。在隧道場區中，地形有很大的高差，溝谷狹窄，縱坡降大，水流湍急，排水通暢，旱季地表水的流量較小，而雨季流量將大幅增加，可以達到旱季的數倍甚至數十倍。在勘察過程中，溝谷中地表水的流量在0.5~4.0L/s范圍內。地表水的補給方式以大氣降水為主，排泄方向為兩側坡腳。地表水的下滲以巖石裂隙為主要通道，為地下水提供補給［2］。在隧道的進洞口處有一條小溪，常年有流水，雨季水量很大，河底巖性以坡積粉質粘土、全風化凝灰熔巖為主，透水性相對較差，目前，針對該小溪已經進行了改道設計，不會對隧道施工造成影響；主路出洞口處有一個小水溝，季節性流水，雨水水量豐富，而旱季基本沒有水流，勘察過程中的水量在1.2L/s左右，會對洞口造成明顯的沖刷影響，需實施引排水設計；在F2斷層帶處有一條切割溝谷，谷底是中風化~微風化巖層，雨季大量匯集山體雨水，水量豐富，溝谷的坡度在40°~60°范圍內，以瀑布狀形式排泄，旱季水流很小，地表水以基巖裂隙或構造裂隙的形式下滲，為地下水提供補給［3］。若按照埋藏條件與賦存介質，可將地下水分成以下幾種類型：（1）孔隙水，賦存在第四系殘坡層，因大氣降水為主要影響因素，富水性相對較弱；（2）風化帶網狀孔隙裂隙水，賦存在全風化~強風化巖層的網狀孔隙裂隙當中。隧道所在區域的巖性以凝灰熔巖為主，在強風化巖層中，裂隙較發育，無論是富水性還是導水性都相對較弱，接受大氣降水及上部第四系地下水的補給，但由于厚度較小，導致水量貧乏，基本不會對洞身圍巖與開挖施工造成影響，但會影響到隧道的進出口和淺埋段圍巖與施工；（3）帶狀構造裂隙水，洞身圍巖以中風化~微風化巖為主，風化裂隙不發育，屬構造裂隙水，直接受到裂隙與節理等地質構造的影響，受大氣降水與基巖風化裂隙水補給，排泄方向為山體附近溝谷，排泄形式為滲流［4］。本次勘察分別在鉆孔XS7、XS13、XS15、XS27中各取一組地下水樣，共4組水樣進行水質全分析。根據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001，2009年版）附錄G劃分環境類型隧道屬Ⅰ類，按地層滲透性劃分地下水為強透水層中地下水A型。按照《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001，2009年版）和《公路工程地質勘察規范》（JTGC20-2011）有關標準進行場地水介質對建筑材料的腐蝕性評價，評價指標如表1所示。從表1結果可以看出，場地范圍內的地下水會對混凝土結構造成一定程度的腐蝕，但腐蝕程度輕微，對鋼筋混凝土結構的鋼筋也具有一定程度的腐蝕性。對此，需按照現行相關標準，結合工程具體需要采取有效措施進行防腐，以此滿足結構耐久性方面的要求［5］。

3隧道降排水

3.1隧道降水

（1）成孔采用工程鉆機和配套設備進行，完成鉆孔后下入鋼筋籠或厚度為1cm的鋼護筒及濾水管，然后回填濾料。（2）根據現場布置情況進行井位測放，如果布設的井點和地面物有沖突，在現場要進行適當的調整。（3）在下入鋼套管之前要確保井底沉渣厚度在20cm以內。（4）填礫之前井管應居中，確保填礫的厚度保持均勻，濾料從井管兩側緩慢且對稱填入，避免濾料卡阻或導致井管錯位。填料過程中若井口反料，應立即停止填料，并在查明其產生原因后采取有效措施處理。（5）洗井是降水的關鍵環節，濾料填筑完成后，應盡快開始洗井，采用在井管外側注水循環的方法進行，直到水清砂凈。洗井完成前進行井深測量，確保井底部的沉淀不超過0.3~0.5m。（6）下泵深度按照與井底保持1.0~2.0m的間隔距離控制。（7）將抽水與排水系統均安裝到位后，方可開始試抽水。（8）洗井與降水過程中，應使用管道把水排放到場地周圍的截水溝，然后通過截水溝使水排放到低洼處。（9）井點形成后，其井口需要比自然地坪高出20~50cm，并通過加井蓋有效保護，防止雜物垃圾掉落到井內。（10）做好對井水位的觀測與記錄，以此確定方案正確性，并在必要的情況下對方案進行適當調整，保證降水效果。

3.2隧道排水

（1）明洞排水：明洞襯砌與洞口回填處采用30mm厚砂漿保護層+防水板+無紡布+50m厚砂漿保護層進行防排水，在洞門外露部分先涂抹一層水泥基滲透結晶型防水涂料，然后在刷一層厚度為30mm的水泥砂漿保護層。（2）暗洞排水：在隧道初支與二襯之間采用EVA防水板與土工布形成緩沖層，其中，防水板的厚度應達到1.5mm，土工布的重量應達到350g/m2；環向施工縫的防排水措施為中埋鋼邊緣膠止水帶+外貼止水帶+毛細排水板；縱向施工縫的防排水措施為中埋鋼板止水帶+外貼止水帶；變形縫的防排水措施為中埋鋼邊緣橡膠止水帶+外貼止水帶+嵌縫材料；在隧道內兩側分別開挖水溝，以此起到匯水的作用。襯砌背后積水采用沿環向和縱向布設的盲管匯集之后通過邊墻上的泄水孔引入到側溝內，再排放到洞外；襯砌施工完成后，在其混凝土強度達到設計要求后，在襯砌背后實施回填壓漿，并在襯砌的拱頂出埋設鋼管，外露20cm，內側到防水層的內側不能將防水層刺破。回填注漿時采用的漿液為水泥砂漿或水泥單液漿，注漿壓力按照不超過0.2MPa控制［6］。

4結語

綜上所述，在介紹隧道工程水文地質條件的基礎上，提出隧道降排水的做法及影響，旨在為隧道工程建設中的降水和防排水施工提供技術參考，將水可能對隧道建設與運營造成的負面影響降至最低。

參考文獻

［1］刁志剛，陳俊山，徐劍.近珠江鬧市區富水深層隧道涌水處治技術［J］.西部探礦工程，2020，32（05）：176-180.

［2］杜勝，楊昱衡，周斌.降雨條件下槽漁灘隧道初期支護變形原因分析及治理措施研究［J］.現代隧道技術，2019，56（S2）：263-269.

［3］張濤.富水淺埋全風化花崗巖地層隧道施工降排水技術研究［J］.工程技術研究，2019，4（04）：97-99.

［4］張進.隧道工程基坑降排水安全風險管理對策與實施［J］.中國水運（下半月），2018，18（11）：218-219.

［5］陳花順.寶蘭客專馬鞍梁隧道下穿溝谷淺埋段施工方案研究［J］.鐵道建筑，2016（12）：46-48，52.

［6］秦玉峰，曲超.海濱城市長隧道采用OGFC路面的設計［J］.市政技術，2016，34（01）：31-33，36.

作者：陳光發 單位：福州市規劃設計研究院集團有限公司