隧道衬砌后渗漏水处理方案的探讨

开挖工作是隧道施工的第一流程，开挖工作的优越与否直接影响隧道施工的安全、质量和效益。提高光面爆破，可以减少对围岩的扰动，减少应力集中，有利于自然拱的形成，便于喷砼工艺，因此，隧道施工安全的关键是开挖。良好的光面爆破可以减少超欠挖，这样减少了欠挖处理及超挖石碴的外运量，减少衬砌时砼的回填量，而且砼衬砌厚度均匀减少了应力集中。因此，开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。它还决定了隧道的初始几何尺寸，表明了隧道的贯通及误差，一旦开挖出了问题，其它后续工序也就失去了意义，以此同时施工安全就很可能得不到保障。从我公司的承建的项目施工中，把对开挖的重点放在爆破参数的控制以及钻孔设备的选择中，我们在施工作业过程中综合考虑围岩状况、岩石整体性好坏、节理裂隙发育规律等多方面因素后，精确合理地设计爆破参数，降低工料消耗，提高光面爆破效果。在钻孔设备的选择上，目前隧道开挖绝大多数采用人工开挖的方式，因此，操作手的经验及熟练程度至关重要。很多项目在施工隧道前对操作人员进行了岗前培训，操作人员在施钻时抓住了“准、平、齐、直”的要点，同时对风枪进行了适当改进，改造了部分风枪油壶的位置，减少了钻爆形成的台阶，拱顶和边墙光面爆破均达到了很高的水准。

二、防坍是保证隧道施工安全的最重要环节

开挖中最重要的一点就是防塌。就目前我公司承建的板江项目T5合同段，主要的施工方法还是以钻爆法施工工艺为主，钻爆法施工的隧道由于受炸药爆破震动的影响，破坏了原有岩体内部受力平衡，当施工方法不当或支护不力时，围岩就会因失稳而发生坍塌。因此，采用钻爆法施工的隧道如何防止坍方是确保隧道施工安全和工程质量的关键。 在施工作业前，重点对易发生坍方的地形和部位进行综合分析了解。 在山区修建隧道，由于隧道穿越地区工程地质和水文地质的复杂多变，决定了山岭隧道的施工难度。下面列举容易发生塌方的地段和部位，以便遇到类似情况时能引起高度重视。

（一）容易发生塌方的地段

a.埋深较浅地段：山岭隧道埋深在200米以下时，围岩由于受到地表水侵蚀，岩层风化严重，如施工不当易发生塌方。

b.断层破碎带及断层影响带：因其围岩破碎，自稳能力差，并含有大量的填充物和地下水，如施工不当易发生塌方。

c.岩层接触带：因其岩层不同，且大多伴有小构造，如重视不够可能会发生塌方。

d.高应力地段：在软质围岩中，由于受到高地应力的影响，围岩变形较大，若支护不力极易发生坍方。

（二）容易发生坍方的部位

a.隧道洞口：隧道洞口集埋深浅、石质较差、受力结构复杂等不利因素于一体，处理不当极易发生坍方。

b.隧道拱脚：当采用台阶法施工开挖下半断面时，若拱脚支护不力，极易造成坍方。

c.隧道墙脚：当进行检底施工时，措施不当墙脚悬空时，致使边墙失稳而发生偏帮。

d.隧道拱部：地质条件较差，拱部变形较大，支护强度不足时，易发生拱部坍塌。

e.隧道与隧道的交叉部位，即主洞与支洞交叉的部位，也就是通常所说的交叉三角区，如果处理不当，支护不力，极易发生坍方。

（三）积极采取有效措施避免出现坍方事故。在山岭隧道施工中，如果施工方法及支护手段使用不当，不仅不能加快施工进度，而且也不能保证工程质量和施工安全，易造成坍方。为此，需重点注意施工地域的围岩等级以及作业方法：

1、各种施工方法在不同围岩和隧道中适用情况；我公司施工作业段施工方法主要与分布开挖为主：分部开挖法主要有双侧壁导坑法（适用于单线铁路隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩、铁路双线隧道及公路隧道Ⅳ～Ⅵ级围岩）、中隔法（适用于单、双线铁路隧道Ⅴ级围岩、浅埋隧道及三线隧道）或交叉中壁法（适用于双线、三线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩及浅埋隧道）。这些施工方法也适用于对地表沉降有严格限制的城市公路隧道。

双侧壁导坑法在控制地中和地表下沉方面，优于其它施工方法。此外，由于两侧导坑先行，能提前排放隧道拱部和中部土体中的部分地下水。为后续施工创造条件。因此城市浅埋、软弱、大跨公路隧道和山岭软弱破碎、地下水发育的大跨隧道可优先选用双侧壁导坑法。选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归纳为：

b.围岩条件：也就是地质条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等。围岩级别是对围岩工程性质的综合判定，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。

c.隧道断面积：隧道尺寸和形状，对施工方法选择也有一定的影响。目前隧道断面有向大断面方向发展的趋势，如公路隧道已开始修建3车道甚至4车道的大断面，水电工程中的大断面洞室，更是屡见不鲜。在这种情况下，施工方法必须适应其发展。在单线和双线的铁路隧道中，越来越多地采用了全断面法及台阶法；而在更大断面的隧道工程中，先采用各种方法修小断面的导坑，再扩大形成全断面的施工方法极为盛行。

d.埋深：隧道埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，通常将埋深分为浅埋和深埋两类，有时将浅埋又分为超浅埋和浅埋两类。在同样地质条件下，由于埋深的不同，施工方法也将有很大差异。

f.工期：作为设计条件之一的施工工期，在一定程度上会影响基本施工方法的选择。因为工期决定了在均衡生产的条件下，对开挖、运输等综合生产能力的基本要求，即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求。

g.环境条件：当隧道施工对周围环境产生如爆破振动、地表下沉、噪声、地下水条件的变化等不良影响时，环境条件也应成为选择隧道施工方法的重要因素之一。

2、采用正确的支护手段和方法

除了施工方法安全合理实用外，采用合理、经济的施工支护手段也是防止隧道坍方的关键。隧道支护应根据不同的围岩级别及地质状况进行施作，对洞口存在堆积体、滑坡体、浅埋及软弱地层等不良地质隧道，可采用大管棚、小导管注浆超前支护，地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施。部分隧道洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定，进洞后尽快施做洞门，确保进洞洞口安全；洞内软弱地层地段以锚、喷、网为主要支护手段，必要时加格栅钢架，强化支护措施，同时减少对岩体的扰动，抑制围岩过度松弛变形，确保洞内施工安全。

一次支护是主要受力结构，应按永久结构没计，且必须在其基本稳定后开始进行防水层和二次模筑衬砌，尚未稳定情况下，企图用模筑衬砌进行支护是不安全的，衬砌会产生开裂。若采用铺底超前、仰拱超前的模筑衬砌的方法，是有利于地层稳定的。一次支护由钢筋网、钢拱架、喷混凝上组成，钢拱架接头联结处设锁脚锚管（灌浆）。

二次衬砌为安全储备和承受部分流变荷载、地震力等。二次衬砌由模筑混凝土、钢筋混凝土两种型式组成。

3、在施工中应注意以下问题

（1）浅埋或软弱围岩隧道正台阶施工不允许分长、中、微台阶，台阶长度为一倍洞径，第一个上台阶高度定为2.5m，有利于快速将顶部一次支护、网构钢架安装定位，有利于安全。小导管长度应为台阶高度加1m.所以，初期设置小导管长度3.5m是指台阶高度2.5m时的情况。

（2）大断面硬岩隧道宜采用小导洞超前爆破，可减震30％，取消预裂爆破。也可采用小TBM超前，钻爆法扩大。其优点为：（1）可以超前预报；（2）爆破减振30％，炸药比全断而爆破减少5％～10％；（3）扩大爆破，炮眼利用率为100％，所以提高开挖速度2～3倍：（4）炮眼半孔保仃率80％，线形超挖<10cm；（5）爆破碴堆、碴块均匀、集中，便于快速出碴；（6）纵向爆破冲击波小，对后部工序影响小。

（3）在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。支护结构施工必须是一次支护从上向下施作，二次模筑衬砌必须从下向上施作。

（4）在软弱地层段隧道衬砌施工采取紧跟的原则：即衬砌施工以距掌子面不超过150米为限。仰拱超前、衬砌紧跟能在洞内迅速形成闭合环，防止围岩过度松弛变形，保证施工安全的作用更为显著。

（5）实施性施工组织设计必须把安全方案作为重要内容，从技术工艺、设备器材、作业流程、风险应对等各个方面做好预控措施。

三、加强对初期支护的施工质量的控制

支护是安全的保证。初期支护应及时施作，早封闭，快成环，控制变形。开挖后，岩石暴露时间要控制在2～4小时以内，应先初喷4～5cm厚混凝土封闭岩面，然后安装格栅、锚杆等初期支撑，再复喷至设计厚度。软弱地层必须采用潮喷混凝土，不提倡湿喷混凝土。因湿喷工艺不过关，不能将围岩的的承载力提高，形成围岩、喷层两张皮。湿喷早期强度低，回弹量大。潮喷可以把围岩裂隙阻死，形成围岩组成的承载拱，这正是强调围岩爆破后及时初喷的原因。喷射混凝土标号不得低于200号，ld龄期的标号小宜低于50号。

锚杆根据设计要求和现场地质条件选用。一定要保证锚杆方向和数量，采用砂浆锚杆时要确保注浆饱满，稠度适中，锚杆插入深度不得小于设计长度的95％；有水地段优先采用药包式、楔缝式或缝管式锚杆，端头锚固锚杆一定要保证端头锚固部分的紧固质量。尾部必须加托板，托板应紧固密贴围岩和格栅，以提高锚固效果。

针对施工过程中的高风险和众多技术难题，为保证施工安全，我公司将认真抓好施工过程中的安全控制关键环节，认真查摆工程施工过程中出现的各类隐患及问题，优化施工工序，改善作业方法，努力增强各级人员的安全管理意识，以如履薄冰、如临深渊的紧迫感和危机感，扎实抓好后期的施工管理，确保工程建设顺利安全完成。