隧道工程突水機制及對策分析

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目前，我國基建工程的數(shù)量爆發(fā)式增長，建設施工業(yè)發(fā)展迅猛。隧道工程建設作為基建建設中的重要組成部分，在交通運輸業(yè)的發(fā)展中起著重要的作用。隧道工程項目技術的進步和升級是人們關心的問題，因此，要注意可能發(fā)生的各種安全問題，借助科學、有效的施工技術降低危險事故的發(fā)生概率，從而促進現(xiàn)代隧道施工的順利進行。

1隧道工程突水機制

隧道工程突水的2個基本條件為：①隧道開掘中具有較為豐沛的水源；②水源與隧道間分布著較多利于出水的通道。水源分布較多，且水源水量充足是造成隧道工程突水的重要因素。在收集的隧道工程資料中發(fā)現(xiàn)，主要有以下5種水源：①隧道所在地區(qū)具有含水層，比如承壓含水層。在隧道工程施工過程中，如果不重視地下含水層的分布，則可能在施工中出現(xiàn)突水量較多的情況。②如果隧道建設工程上方存在水庫或工程位于江、河、海底部，則水源分布較為集中，容易出現(xiàn)突水。③部分隧道工程附近存在溶洞、采空區(qū)，其中會有大量積水。④發(fā)生洪災時，洪水可能沿各種通道進入地下，進而倒灌入水通道中。⑤多數(shù)富水的優(yōu)勢斷裂層具備含水層的特征，這些斷裂層可能成為出水的通道。

2反坡排水技術

在隧道施工中，一旦出現(xiàn)突水，施工單位要結(jié)合實際情況制訂有效的排水技術方案，而常見的排水技術為反坡式排水。反坡式排水的特征是利用機械化設備操作，所以施工單位要在實施隧道內(nèi)排水前科學選擇排水位置，設定相關的抽水泵站，借助多級接力式泵站，并有效連接各個泵站；借助儀器測量隧道中的積水量，借助潛水泵抽水，必要之時利用好移動泵抽離積水；在完成隧道環(huán)向、橫向系統(tǒng)的出水引流后，應設定隧道施工的集水位置，以及將其他位置的出水引流匯聚到方案設定的積水坑中，借助固定位置的排水泵抽離出集水坑中的積水；逐級抽水完成后，將抽出的水集中送至下一級泵站，最終將水排至隧道外，排出的水經(jīng)處理后可正常使用。在反坡排水系統(tǒng)中，設定泵站間距時需要考慮實際情況，留有調(diào)整空間。對于特長隧道，應考慮其出水的實際位置，有時需要加長不同級別泵站的間距。此外，應考慮并有效調(diào)整反坡排水系統(tǒng)中集水坑的位置和實際突水位置。結(jié)構(gòu)防排水措施包括：噴射混凝土堵水、塑料板堵水、模筑混凝土襯砌堵水、注漿堵水、盲溝排水、泄水孔排水和排水溝排水。施工排水措施包括：地面排截通過地面排水系統(tǒng)阻水，以防地表水流入或滲入洞內(nèi)；洞內(nèi)排水基于洞內(nèi)排水溝、集水坑視順坡、反坡的情況，分別采用重力式、強制式排水技術；輔助坑道排水通過輔助坑道將水排出洞外；地面和洞內(nèi)井點降水通過設置于地面（淺埋）或洞內(nèi)的井點將水排出洞外。

3反坡排水技術中材料的選擇

在隧道施工過程中遇到突水時，應在全面考察實際情況后再選擇施工設備。比如，資料記錄的新機屋隧道的突水現(xiàn)象中，涌水量最大的一次為1250m3/h。對于這樣涌水量較大的情況，施工單位在設計、搭建反坡式排水泵站時，需要采用合適的鋼管安裝設備。在搭建反坡式排水泵站時，應有效評估施工材料。突水量度不同時涌水的壓強有所差異，因此，應根據(jù)水流量采取不同的反坡式排水材料。如果設備水管的材料厚度選擇失誤，則可能引發(fā)排水事故。施工單位在搭建相應的排水泵站后，要有效保護水泵，以防搭建好的泵站損壞，影響抽水施工的正常進行。

4輔助排水系統(tǒng)的建立

在反坡式排水技術時，需要建立有效的輔助排水系統(tǒng)，主要考慮集水坑的位置和泵站間排水管路的設置。施工單位需要綜合考慮各種因素，確定集水坑的位置。通常情況下，集水坑長約4m，寬約2.5m，深度約2m，容量最小為15m3。此外，施工單位在開挖集水坑時，要注意與拱角保持一定的距離。如果施工集水坑附近的泥土較為松散，且集水坑與拱角的距離較近，則可能引發(fā)安全事故。5結(jié)束語綜上所述，在現(xiàn)代工程的隧道施工管理中，必須結(jié)合隧道的地質(zhì)構(gòu)造和水文特征排水，有效采用反坡式排水技術，逐級搭建泵站排水系統(tǒng)，并設置集水坑，從而提高排水效率。

作者：王軍軍 單位：甘肅省交通科學研究院有限公司