隧道水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及降排水研究

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摘要：文中針對(duì)隧道實(shí)際情況，在介紹其水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)其降排水進(jìn)行分析與研究，提出降排水要點(diǎn)及影響，旨在為類似隧道工程施工提供相關(guān)參考依據(jù)，保證降排水效果。

關(guān)鍵詞：隧道；水文地質(zhì)條件；降排水

隧道工程建設(shè)受水文地質(zhì)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(zhì)條件的基礎(chǔ)上，做好降排水施工，明確其要點(diǎn)及影響，保證隧道施工質(zhì)量與安全運(yùn)營(yíng)。

1隧道基本情況

隧道進(jìn)口位于長(zhǎng)樂(lè)市青山村，隧道穿越山體，出口位于長(zhǎng)樂(lè)市岱邊村，隧道設(shè)計(jì)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(zhǎng)度約4059m，為特長(zhǎng)隧道。主路隧道凈空（寬×高）為17.5m×5.0m，主路隧道右洞長(zhǎng)4060m，設(shè)計(jì)樁號(hào)YK12+085.00~YK16+145.00，主路隧道左洞長(zhǎng)4057m，設(shè)計(jì)樁號(hào)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(zhǎng)4089m，設(shè)計(jì)樁號(hào)FYK6+005.00~FYK10+094.00，輔路隧道左洞長(zhǎng)4418m，設(shè)計(jì)樁號(hào)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(jié)構(gòu)形式，洞門采用端墻式。隧址區(qū)位于山區(qū)內(nèi)，隧道進(jìn)洞口處為果園場(chǎng)，交通極不便，隧道施工前應(yīng)先建設(shè)施工便道；出洞口原為取土采石場(chǎng)，有土路可直達(dá)洞口，交通相對(duì)較好［1］。

2隧道水文地質(zhì)條件

隧道處在侵蝕基準(zhǔn)面上，山體坡度較大，而且地形還有很大的起伏，隧址區(qū)地表從多條山凹沖溝中穿越，為季節(jié)性溝谷，有典型的山區(qū)溝谷特征。在隧道場(chǎng)區(qū)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(dá)到旱季的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。在勘察過(guò)程中，溝谷中地表水的流量在0.5~4.0L/s范圍內(nèi)。地表水的補(bǔ)給方式以大氣降水為主，排泄方向?yàn)閮蓚?cè)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(bǔ)給［2］。在隧道的進(jìn)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(zhì)粘土、全風(fēng)化凝灰熔巖為主，透水性相對(duì)較差，目前，針對(duì)該小溪已經(jīng)進(jìn)行了改道設(shè)計(jì)，不會(huì)對(duì)隧道施工造成影響；主路出洞口處有一個(gè)小水溝，季節(jié)性流水，雨水水量豐富，而旱季基本沒(méi)有水流，勘察過(guò)程中的水量在1.2L/s左右，會(huì)對(duì)洞口造成明顯的沖刷影響，需實(shí)施引排水設(shè)計(jì)；在F2斷層帶處有一條切割溝谷，谷底是中風(fēng)化~微風(fēng)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(nèi)，以瀑布狀形式排泄，旱季水流很小，地表水以基巖裂隙或構(gòu)造裂隙的形式下滲，為地下水提供補(bǔ)給［3］。若按照埋藏條件與賦存介質(zhì)，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(duì)較弱；（2）風(fēng)化帶網(wǎng)狀孔隙裂隙水，賦存在全風(fēng)化~強(qiáng)風(fēng)化巖層的網(wǎng)狀孔隙裂隙當(dāng)中。隧道所在區(qū)域的巖性以凝灰熔巖為主，在強(qiáng)風(fēng)化巖層中，裂隙較發(fā)育，無(wú)論是富水性還是導(dǎo)水性都相對(duì)較弱，接受大氣降水及上部第四系地下水的補(bǔ)給，但由于厚度較小，導(dǎo)致水量貧乏，基本不會(huì)對(duì)洞身圍巖與開(kāi)挖施工造成影響，但會(huì)影響到隧道的進(jìn)出口和淺埋段圍巖與施工；（3）帶狀構(gòu)造裂隙水，洞身圍巖以中風(fēng)化~微風(fēng)化巖為主，風(fēng)化裂隙不發(fā)育，屬構(gòu)造裂隙水，直接受到裂隙與節(jié)理等地質(zhì)構(gòu)造的影響，受大氣降水與基巖風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，排泄方向?yàn)樯襟w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(jìn)行水質(zhì)全分析。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001，2009年版）附錄G劃分環(huán)境類型隧道屬Ⅰ類，按地層滲透性劃分地下水為強(qiáng)透水層中地下水A型。按照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001，2009年版）和《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTGC20-2011）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行場(chǎng)地水介質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)如表1所示。從表1結(jié)果可以看出，場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下水會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成一定程度的腐蝕，但腐蝕程度輕微，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋也具有一定程度的腐蝕性。對(duì)此，需按照現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程具體需要采取有效措施進(jìn)行防腐，以此滿足結(jié)構(gòu)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(jī)和配套設(shè)備進(jìn)行，完成鉆孔后下入鋼筋籠或厚度為1cm的鋼護(hù)筒及濾水管，然后回填濾料。（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置情況進(jìn)行井位測(cè)放，如果布設(shè)的井點(diǎn)和地面物有沖突，在現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。（3）在下入鋼套管之前要確保井底沉渣厚度在20cm以內(nèi)。（4）填礫之前井管應(yīng)居中，確保填礫的厚度保持均勻，濾料從井管兩側(cè)緩慢且對(duì)稱填入，避免濾料卡阻或?qū)е戮苠e(cuò)位。填料過(guò)程中若井口反料，應(yīng)立即停止填料，并在查明其產(chǎn)生原因后采取有效措施處理。（5）洗井是降水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，濾料填筑完成后，應(yīng)盡快開(kāi)始洗井，采用在井管外側(cè)注水循環(huán)的方法進(jìn)行，直到水清砂凈。洗井完成前進(jìn)行井深測(cè)量，確保井底部的沉淀不超過(guò)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(tǒng)均安裝到位后，方可開(kāi)始試抽水。（8）洗井與降水過(guò)程中，應(yīng)使用管道把水排放到場(chǎng)地周圍的截水溝，然后通過(guò)截水溝使水排放到低洼處。（9）井點(diǎn)形成后，其井口需要比自然地坪高出20~50cm，并通過(guò)加井蓋有效保護(hù)，防止雜物垃圾掉落到井內(nèi)。（10）做好對(duì)井水位的觀測(cè)與記錄，以此確定方案正確性，并在必要的情況下對(duì)方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)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(hù)層+防水板+無(wú)紡布+50m厚砂漿保護(hù)層進(jìn)行防排水，在洞門外露部分先涂抹一層水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，然后在刷一層厚度為30mm的水泥砂漿保護(hù)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(yīng)達(dá)到1.5mm，土工布的重量應(yīng)達(dá)到350g/m2；環(huán)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(xì)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(nèi)兩側(cè)分別開(kāi)挖水溝，以此起到匯水的作用。襯砌背后積水采用沿環(huán)向和縱向布設(shè)的盲管匯集之后通過(guò)邊墻上的泄水孔引入到側(cè)溝內(nèi)，再排放到洞外；襯砌施工完成后，在其混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在襯砌背后實(shí)施回填壓漿，并在襯砌的拱頂出埋設(shè)鋼管，外露20cm，內(nèi)側(cè)到防水層的內(nèi)側(cè)不能將防水層刺破。回填注漿時(shí)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(guò)0.2MPa控制［6］。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在介紹隧道工程水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，提出隧道降排水的做法及影響，旨在為隧道工程建設(shè)中的降水和防排水施工提供技術(shù)參考，將水可能對(duì)隧道建設(shè)與運(yùn)營(yíng)造成的負(fù)面影響降至最低。

參考文獻(xiàn)

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

作者：陳光發(fā) 單位：福州市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司