隧洞范文10篇

［摘要］随着水利工程建设的快速发展，隧洞群成为了水利工程的重要组成部分，由于地区不同，地质条件差异较大，煤层瓦斯隧洞频繁地出现在水利工程中。瓦斯危害性大，达到一定浓度后遇火会燃烧和发生爆炸，给瓦斯隧洞施工带来极大的安全隐患。夹岩水利枢纽及供水工程隧洞繁多，水打桥隧洞瓦斯含量大，给施工带来了极大地安全隐患，工程参建各方认真研究分析，在隧洞通风、供电、设备改造、安全监测等方面采取合理、科学的控制措施和施工方法，最终安全地完成了瓦斯洞段施工，保证合同工程工期。

［关键词］煤层瓦斯；隧洞；技术措施；作业环境；安全产生

1工程概况

夹岩水利枢纽及供水工程，是一座以城乡供水和灌溉为主、兼顾发电、扶贫开发、改善生态环境的“国家重点水利工程”，供水区域涉范围7个县市区，渠道总长829000m。其中水打桥输水隧洞总长20360m，埋深50～435m，隧洞进口位于鼎新煤矿附近，标段地质情况复杂、沟谷众多、岩溶发育，隧洞穿越地层主要为二叠系至三叠系地层，洞线与岩层走向大角度斜交，地质报告中有煤层瓦斯出现，甚至会出现高瓦斯。

2水打桥隧洞瓦斯活动情况

根据设计地质预报，隧道进口里程0-25m～0+961m段洞身通过二叠系P3L中厚及薄层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹粉质泥岩、泥岩等，含煤层，瓦斯绝对涌出量为1.86m3/min，属于施工的高危区域,存在煤与瓦斯突出的安全风险。水大桥隧洞隧洞于2015年12月正式进行隧洞开挖，隧洞洞口覆盖层只有3m厚度，经过采用大管棚的施工方法顺利通过，当进入隧洞内就出现了不同程度的煤层瓦斯，开始瓦斯含量较低，浓度只有0.5%左右，当开挖达到200m以后瓦斯含量增高、浓度达到3%，监理部及时组织召开专题讨论会，会议相关方提出了治理方案措施，施工单位随即开展了瓦斯专项技术治理工作。

一、超前地质预报工作概况

⑴超前地质预报工作概况

超前地质预报为TBM掘进施工中隧洞地质监测的重要组成部分，它包括隧洞围岩描述、水文地质监测、施工地质测绘、围岩变形监测、围岩类别判别、仪器现场量测、不良地质体预报及相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作，并及时提供超前地质预报成果资料。

⑵超前地质预报工作实施特点

超前地质预报工作主要是对围岩及水文地质条件进行监测、对不良地质体进行预报，及时获取现场第一手地质资料和仪器测试数据，是地质预报工作成败的关键，同时现场地质工作和仪器测试与隧洞TBM掘进施工相互干扰、又相辅相成。因此，进行超前地质预报的地质工程师要在充分了解前期地质工作的基础上，对隧洞的工程及水文地质条件进行认真的调查，时时跟进TBM施工，在TBM检修维护的空隙时间里及时的进行仪器测试，保证采集的资料、数据准确无误，并尽快提供分析成果，为围岩支护和不良地质体的超前处理提供依据。

二、超前地质预报工作项目和内容

1概述

全断面砼衬砌埋藏式水工隧洞，在砼浇筑结束后，由于山体内地下水的渗流通道被封堵，形成较高的外水压力，使衬砌砼在施工缝、变形缝的薄弱位置产生渗漏。这是因为：

在砼浇筑时没有采取有效的排水措施(如设置排水廊道、打排水孔等)进行外水导排减压。

在砼衬砌完成后，因各种原因回填和固结灌浆不可能立即进行时，当衬砌砼水化热完成后，衬砌与岩体之间实际存在一个较大的空隙。当围岩外水压力梯度尚不足以形成新的渗流通道时，外压力实际上是渗透水在围岩和衬砌中产生的体积力。其计算公式为P=Byh、B=0.25-0.6。

此时的外水压力迅速升高，并直接作于衬砌砼上，导致砼薄弱面渗水，而影响衬砌结构的安全。因此在结构设计时如何控制外水压力引起构筑物的渗漏是十分重要的。尤其是特殊的隧洞结构断面的衬砌(如断面形式、配筋限制等问题)不可能一次全断面衬砌成型时，必须将底板和边顶拱分开施工，对形成的施工缝止渗防治是十分重要的。

2水工隧洞工程特性

［摘要］两河村小型水电站无压隧洞的原设计方案中隧洞的施工存在工作面少，工期长，防洪压力大等问题，引水隧洞的施工工期成为影响电站能否早日发挥效益的最大因素。针对此问题，根据实际地形、地质、洪水等情况，通过分析论证后，优化方案中取消原设计方案中两处沟道中的明涵，变为隧洞，同时增加两条支洞，通过方案优化后，可以将隧洞施工中原来的六个工作面增加至八个工作面，同时避免了洪水的影响。同时可缩短工期及节约工程投资，为工程早日发挥效益提供保障。

［关键词］无压隧洞；设计方案；优化

1工程概况

两河村小型水电站为径流引水式电站，主要由低坝引水枢纽、输水隧洞、压力前池、压力管道和电站厂房等建筑物组成[1]。挡水坝采用WES曲线实用堰，全断面溢流，坝顶长度66m，最大高度9m。电站进水口布设于河道左岸，渠首设进水闸一孔，孔口尺寸4m×2m（宽×高）、冲沙闸两孔，孔口尺寸3m×3m(宽×高)。电站设计水头60.0m，设计引水流量11m3/s，电站装机5000kW，输水隧洞线路长5380m（含明涵），隧洞采用城门洞形断面，为无压隧洞。隧洞设计比降1/2000，断面净尺寸为3m×4.3m（宽×高）。

2隧洞设计方案

2.1隧洞

一、运输爆破材料原则

(一)安全输送准则。爆破材料是水利水电工程隧洞爆破钻孔的基础。在整体工程领域有重要的意义，应当注重采用科学的运输方法，合理的限制运输在规定的重量范围内，应当控制车辆的速度，防止车辆发生碰撞的问题。在特殊情况下应当做好必要的警示也防控措施，有效分析特殊天气可能对运输造成的影响。(二)采用分类存放方法。爆破材料与其它材料有很大的差异性，需要运输人员进行分类存储和管理。应当把有同样性质的材料放在一起，禁止不同类别的材料混合存放，应当注意不能将黑火药与雷管等一起运输。在运输的过程中应当严格的遵守雷管、黑火药、导火索不可以一起运输原则，在运输的过程中还要检查各种材料的情况。(三)运输的途径和方。爆破材料在运输时还要由专业技术人员进行操作，运转人员应当有专业的资格证，运输人员还要有专业技术人员的陪同。运输人员应当限制其它人员的同行。在运输前还要经过相关部门的许可，经公安部门的批准后才可以实施运输操作。在运输时前后车辆应当保持适当的距离，人群密集处不可以过多的停留。

二、施工中隧洞钻孔爆破注意事项

(一)控制炸药的用量。炸药用量在很大程度上影响隧洞爆破钻孔的成败。可以说炸药量是爆破施工成功与否的关键因素。应当合理的控制炸药量，根据实际情况采用有效控制方法。例如，缝隙的强度，钻孔的布置方式与炸药的用量有直接的关系，应当控制药量处在合理的成本空间。根据钻孔的布置方式有效的控制药量。例如，应当根据掘进面的炮孔数量装填药量，在药量控制方面还要根据岩层的性质量，炸药的性能与钻孔的分布情况确定药量。在实际作业时还要采用类比分析法与经验公式法。根据单位用药量，掘进的深度，以及炮孔间距对具体的药量进行微调，然后还要在施工现场进行爆破实验，然后再进行炮孔数量的分析，达到合理的控制间距的目标。(二)隧道的掘进施工。水利水电工程隧洞掘进施工较为重要，隧洞是水利水电工程的重要组成部分，具体包括导流洞、引水洞、交通洞、地方厂房洞等，应当根据不同的需要采用不同的爆破方式，基于开挖的需要合理的控制爆破施工量。(三)钻孔爆破循环施工。水利水电工程借助隧洞钻孔爆破技术进行开挖，应当优化工程序，以循环施工的理念达到提高施工有效性的目标。首先，优化施工的每道具体工序，分别准备好钻孔、合理的装置炸药、还要延长运输线路，并且做风水管线的布置工作等。在作业时采用循环作业理念，达到提高作业质量的目标。首先，在每个昼夜循环里应当保证作业数为整数，循环时间以2的倍数为宜，开挖断面的大小应当根据岩层的稳定情况而定。如果岩层的稳固性好，可以采用多臂钻车钻孔，配合使用短臂挖掘机，并且采用深孔少循环的方式，这样可以节约辅助工作的时间，减少不必要的施工麻烦。(四)装置和卸载方法。水利水电工程的隧洞钻孔爆破施工应当保证施工安全，强调将炸药等运输到规定，并且由相关专业技术人员负责交接，应当科学标准化的接管相关设施设备，严禁管理人员各种原因造成的延误情况，以减少风险隐患因素。如果在夜间进行装置，还要提高准备照明设施设备，严禁在施工地区采用金属缺口。(五)炮孔的布置布局。平洞开挖断应当合理的配置炮孔的位置，这样才能达到提高爆破质量和有效节约药量的目标。一般来说炮孔布局方式有三类，主要为掏槽类、崩落孔、周边孔，每种孔洞有不同的使用价值。掏槽孔可以用于增加临空面，可以保证爆破的效果，这种孔洞的位置在开挖断面的中部位置。

三、施工中隧洞钻孔爆破注意事项

(一)钻孔爆破程序。钻孔爆破施工是隧洞挖掘的关键程序，爆破的质量不仅影响开挖的质量，而且也影响开挖施工作业的安全性。在施工过程中应当配置科学的设备，注重使用高效率的钻孔机，这样可以提高掘进的速度。(二)提高废渣的运输率。运输钻孔废渣是保证施工环境清洁，提高爆破施工质量，有效快速掘进作业的重要工作步骤。应当重点减轻废渣出渣的工时，提高出渣的效率，在钻孔作业时构建良好的出渣机制，应当科学的配备出渣的工具，有效运用出渣设备，应当在出渣时计算好出渣线路，控制每资助的出渣量。(三)加强临时支护。隧洞钻孔爆破施工应当在安全的环境下进行，应当根据岩石的以静制动采用科学的钻孔爆破方法。在开挖洞室时还要保证结构的稳定性，加大支护作业的力度。有效的保证围岩处在稳定的状态。(四)做好辅助工程。现代水利水电工程强调在安全、有序、科学的环境下进行施工。水利水电工程的辅助作业质量也影响了隧洞爆破施工的质量。因此在实施隧洞爆破钻孔工程时应当提高辅助作业的质量，重点提高通风、防尘、消烟的质量，加强排水施工。(五)保证填塞孔口质量。为了达到更极佳的爆破效果，水利水电工程隧洞钻孔爆破还要提高孔口的堵塞质量，防止堵塞孔口时存在堵塞不严的问题。重点需要提高钻孔的利用率，应当采用适当的堵塞操作方法。

［摘要］隧洞施工过程中会产生废水，为避免污染环境必须达标排放。文中通过一系列室内外试验，对洞口废水采用物理、药剂与机械相结合方法进行处理，解决了浑浊、悬浮物和化学污染等问题，给出了相关试验参数，相关成果可供类似工程参考。

［关键词］隧洞；废水；处理；试验

1工程概况

某输水工程位于桓仁县境内，主体为输水隧洞，桩号0+000～21+391.23为输水隧洞主洞段，纵坡i=0.03115%，采用钻爆法施工，断面为马蹄形，成洞洞径为7.28m。主洞沿线布置有4条施工支洞，为1，2，3和3’号施工支洞。隧洞在长白山余脉及其支脉龙岗山底部通过，山体走向NE，地势呈东北高西南低。地貌类型为侵蚀构造地形和侵蚀堆积地形，以尖顶状低山和中低山、锯齿状中低山和树枝窄谷为主，多为侵蚀隆起与断褶中低山丘陵地形。地面高程一般在360.00～540.00m，洞室埋深一般为100.00～350.00m。洞线区洞室开挖以微透水～弱透水为主，局部为弱透水～中等透水。洞口废水处理主要包括地下洞室的洞内渗水、施工废水，以及施工营地生产废水和生活污水的处理，必须达标排放。各洞口修建的沉淀池，一般采用“平流初沉池+二级沉淀池加药+混凝池+斜板沉淀池+机械过滤”等处理工艺。

2试验目的

寻求合理经济的聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等药物掺量，确保废水达标排放，满足排放要求。生产性试验分为室内试验和厂区试验两个步骤进行，先通过实验室试验得出初步成果，然后在厂区污水处理池试验，通过计时计量器均匀洒药、机械搅拌的方式处理污水，用排放清水的检验效果及各项指标来验证药剂添加量。

1选择压力隧洞型式的前提

设计压力隧洞的主导思想:是保证能将水压力引起的荷载尽可能大的部分(最好是全部)传递给周围的山岩岩体。高水头隧洞推广采用无承力衬砌型式,在岩石破碎地段建造的混凝土或钢筋混凝土衬砌,旨在用来保证隧洞开挖和运行时岩体的稳定性,并不承受水压力。这种观点是基于对现实情况的考虑——混凝土或钢筋混凝士衬砌不可能承受很大的拉应力,衬砌中裂缝的形成,促使将水压力的主要部分传递给岩体,而衬砌材料则只能为该隧洞段创造有利的水力学条件,并在某种程度上减少其渗流量。在隧洞泄空的情况下,则恰恰相反,裂缝闭合,衬砌结构能承受山岩的压力。在设计时,考虑这一实际情况,就有可能采用更经济的结构。若遇到不可能将水压力的主要部分传递给岩体的情况,则采用预应力钢筋混凝土衬砌或承力钢板衬砌。当压力隧洞接近地面时,在相当坚固的岩石中,必须采用这样的衬的方式,将有可能缩短工期,降低工程造价。

2无衬砌压力隧洞的最小埋深计算分析

压力隧洞的最小埋深指的是,若能将隧洞内的水压力荷载传递到山岩岩体,而不致引起岩石滑移或涌水的危险,则隧洞距地表面的距离,即为压力隧洞的最小埋深。实际上,是指无衬砌压力隧洞的最小允许埋设深度。下面以某埋深不大的压力隧洞附近山岩岩体应力——变形状态的分析成果,作为具体实例进行研究。该压力隧洞内径9.5m,水头为160m(P=1.6MPa),穿越一段地形低洼地段。隧洞在地形低洼地段的最小埋深(至隧洞的顶拱)为36m。该洼地是一个山谷隘口,两侧与水平面的坡度分别为26°和46°。山岩岩体由弱泥质密实的层状石灰岩组成,层厚0.4m～0.8m。岩层隧洞轴线对水平面的倾角为6°,在垂直于隧洞纵轴的平面内,岩层对水平面的倾角为65°。顺层理的岩体变形模量采用E11=7000MPa:垂直于层理的岩体变形模量E⊥=3600MPa,泊桑比V=0.2,由于是空间结构,故利用计算机应用程序以有限元法求解。

计算区域的尺寸(考虑采用的对称条件)选择是沿隧洞轴线400m,水平方向距隧洞轴线200m,高400m(考虑地形情况)。对于有限元法标准的限制条件——各节点的水平位移限制在其下部的水平面内,计算区域包括936个等参数单元和1972个节点。在开挖轮廓附近,利用二次单元随后转移到一次单元。所采用的计算区域的对称性假定,不可能考虑岩体的实际结构。因此,对与对称条件不矛盾的两种极限——岩石具有垂直和水平层理的情况进行了分析。为了进行比较,对变形模量平均值E=5300MPa的各向同性岩体也进行了分析研究。对于最小埋深段的隧洞断面的平面变形条件进行了验算。这一算题是在非线性布置情况下解算的。对于山岩岩体,采用了横向——均质材料的综合性弹塑模型,该模型遵守库仑-摩尔塑性流(破坏)准则,计算中,岩石的有关参数采用以下值,粘着力C=1MPa,内摩擦角40°,抗拉强度极限Rt=2MPa。对于层理接触面,取C=0.4MPa,Φ=31°。

在岩体力学性能各相同性的情况下,埋深最小的隧洞其未来衬砌顶拱点处没有受到损坏的岩体的计算应力状态为,σmin=-2.1MPa,σmax=-0.97MPa;在岩体各向异性情况下,未来衬砌顶拱点处未损坏岩体的计算应力状态为:岩层呈垂直状时,σmin=-2.25MPa,σmax=-1.35MPa;岩层呈水平状时,σmin=-2.17MPa,σmax=-1.5MPa。岩体中的上述应力值表明,考虑地形的影响十分重要。要知道,对于平面问题来说,相应的最小应力值σmin=-0.94MPa。以上所求得的岩体中的自然应力值,是设计阶段用来决定能否在无衬砌条件下保留该隧洞作为压力隧洞的充分依据(σmin=-2.1MPa,其绝对值大于P=1.6MPa)。在研究的主要部份,考虑隧洞衬砌不承受水压力,而将水压力全部传递给岩体。也不考虑隧洞衬砌附近岩石灌浆区的存在--岩石灌浆区拟作为安全余量。各种计算情况下的塑性变形区的范围(即隧洞最小埋深段,岩石中可能的裂缝开展区)。数值研究成果的分析表明,在隧洞内的水压力作用下,岩石中可能发生破坏区的大小,由岩体的应力状态决定,而与岩石的强度指标无关。然而,有理由作出推测;与计算情况相比,从定性上讲,所进行的岩石灌浆多少会减少可能破坏区的范围。增加隧洞的埋深,将导致塑性变形区范围缩小,并使其尺寸稳定在距开挖轮廓线1.3m～1.5m范围内(岩石强度参数值为零时,则为2.5m)。

摘要：水电站建设中，引水隧洞是工程施工的关键线路，在永久衬砌前开展优化设计研究，加快工程进度、减少工程投资具有重大意义。本电站根据现场地质设代资料和现场试验成果，对已划分的围岩类别进行复核，并进一步对隧洞围岩类别进行细分，将Ⅳ类围岩分为Ⅳ上、Ⅳ下。通过试验成果对影响围岩分摊内水压力比例的弹性抗力系数进行复核。并根据试验成果所提供的围岩参数，采用公式法进行优化设计研究，最终确定优化后的衬砌厚度和配筋面积。

关键词：隧洞；衬砌；配筋优化

1概述

某水电站位于四川省甘孜藏族自治州乡城县境内，是硕曲河干流乡城、得荣段“一库六级”梯级开发方案中的“龙头水库”电站。水电站采用混合式开发，电站装机容量205.4MW。工程规模为大(2)型工程，工程等别为Ⅱ等。截止2019年3月，引水隧洞开挖长约14.44km，占总长20.363km的71%。其中Ⅲ类围岩约占70%，Ⅳ类围岩约占15.5%，Ⅴ类围岩约占14.5%。开挖揭示隧洞围岩地质条件与可研报告预测基本一致，前段围岩好于可研预测，后段围岩较可研预测差，主要为Ⅳ类和Ⅴ类围岩，其中Ⅴ类围岩比例较预测高。本工程引水隧洞是工程的施工关键线路，在永久衬砌前开展优化设计研究[1]，加快工程进度、减少工程投资具有重大意义。本次优化重点针对IV、V类围岩进行。

2优化设计工作思路

优化工作主要从现场变形试验确定合理的围岩参数、细分围岩类别和公式法计算着手，具体如下：（1）根据现场地质设代资料和现场试验成果，对已划分的围岩类别进行复核，并进一步对隧洞围岩类别进行细分，将Ⅳ类围岩分为Ⅳ上、Ⅳ下；（2）在现场已开挖的隧洞内，针对不同的岩性、不同的围岩类别分别进行声波、变形模量实验，通过试验成果对影响围岩分摊内水压力比例的弹性抗力系数进行复核。并根据各类围岩类别复核后的弹性抗力系数，采用与之相对应的弹性抗力系数进行衬砌计算；（3）根据试验成果所提供的围岩参数，采用公式法进行优化设计计算，并最终确定优化后的衬砌厚度和配筋面积。

摘要:从我国地下工程运行管理实践来看，地下输水隧洞工程运行管理仍存在很多安全隐患，以北京市南水北调配套工程南干渠工程为例，在综合分析了工程运行中风险识别和影响的基础上，有针对性地提出了加大培训、加强技术支撑、完善工程信息化系统、提升工程运行管理能力、完善工程应急处置能力和加强安全管理力度等方面的应对措施，为确保首都地下输送工程安全供水和平稳运行提供管理经验。

关键词:输水隧洞工程；风险分析；风险评估；应对措施

随着我国城市化进程的加快，需水要求日益增加。作为首都的北京，随着京津冀城市一体化建设推进、城市供水格局逐渐由分散型供水向大规模集约化供水的转变，以及南水进京后逐步替代当地水源作为主要供水源，致使城市供水工程建设规模随之增大。为确保供水安全，加之城市用地限制，北京市近10年新建输水工程多采用地下输水隧洞的形式。从我国地下工程运行管理实践来看，地下输水隧洞工程运行管理中仍存在诸多安全隐患，就首都地区的水资源战略安全而言，保障首都城南地区地下输水隧洞工程的安全运行，实现风险管控至关重要。

1工程概况

北京市南水北调南干渠工程是北京市南水北调配套工程之一，全长26.82km。以京九铁路东侧为界分为上、下两段，上段（浅埋暗挖段）工程为2条DN3400mm隧洞，全长11.34km，下段（盾构段）工程为单条DN4700mm隧洞，全长15.48km。工程沿线分别设有1处调度中心、4处分水口、5处排空井和40处排气阀井等重要工程设施，见图1。南干渠工程承担向北京城市东部、南部地区的供水任务，是直接连接南水北调中线干线到郭公庄水厂、黄村水厂、亦庄水厂、第十水厂、通州水厂、新机场及大兴支线的输水管线[1-2]。南干渠隧洞采用一、二衬复合衬砌结构，上段双条隧洞工程采用浅埋暗挖工艺施工，一衬为25cm后喷射混凝土，二衬为现浇30cm厚钢筋混凝土，一衬和二衬之间设1.2mm厚EVA全断面防水板，防止内水外渗或外水内渗；下段单条隧洞工程采用盾构工艺施工，一衬为30cm厚盾构管片，二衬为35cm厚自密实钢筋混凝土结构，一衬与二衬之间设置导水材料，即隧洞纵向每隔12m设一道环向排水网垫，隧洞底部一衬与二衬之间全程设置5cm厚排水网垫，所有排水网垫均用无纺布包裹，见图2。南干渠工程盾构段设计采用排水理念，隧洞外渗入或隧洞内渗出的水量通过环向排水网垫、洞底排水网垫，汇集到设置在排气阀井内的集水井内统一抽排，集水井间距一般为500～800m，见图3。南干渠工程沿线设监测断面28个。埋设的监测仪器分别为土压力计、钢筋计、渗压计和混凝土变形计，其型号见表1。所有监测仪器均埋设在隧洞一衬和二衬之间。监测数据可实时读取。

2隐患分析

摘要：涌水是隧洞施工中较为常见的地质灾害之一。以鄂北地区水资源配置工程大竹园隧洞为研究对象，该隧洞在开挖至桩号214+556时发生涌水，最大涌水流量259.3m3/h，平均涌水流量达224.2m3/h，危及施工安全。通过采取钻孔排水、超前预报、固结灌浆及管棚超前支护等处理措施，涌水量降至约87m3/h，处理效果较好。该涌水处理措施可为隧洞安全施工和涌水处理提供参考。

关键词：隧洞施工；涌水处理；超前预报；固结灌浆；超前支护；鄂北地区水资源配置工程

1基本情况

1.1隧洞概况。鄂北地区水资源配置工程（以下简称“鄂北工程”）以丹江口水库为水源地，从该水库清泉沟取水，自西北向东南穿越襄阳市的老河口、襄州区和枣阳市，随州市的随县、曾都区和广水市，止于孝感市的大悟县王家冲水库。输水线路总长269.67km，年均引水量7.7亿m3，设计供水人口482万人，灌溉面积约24.23万hm2（363.5万亩）。大竹园隧洞为自流无压引水隧洞，全长4.07km，设计引水流量9.5m3/s，开挖断面为城门洞型，成洞洞径5.2m，埋深15~90m。隧洞地质条件复杂，隧洞沿线发育两条断层带，施工难度较大，是鄂北工程广悟段的关键性控制工程之一。1.2涌水情况。2019年3月20日，大竹园隧洞开挖至桩号214+556，正在进行钢拱架支护施工，3月20日02：05时隧洞桩号214+553处底板右侧发生冒水现象，有2处冒水点，相距0.50m左右，水质浑浊。3月21日14：00时涌水量未见明显减少，隧洞水深1.50m。发生涌水现象后立即抽排，水泵排水量80m3/h。依据2019年3月20日02：05时至3月21日14：00时的洞内水深及抽排能力，测算得到桩号214+553处涌水量Q=726m（洞长214+556～213+830）×6m（洞挖宽度）×1.50m（洞内水深）/36h+80m3/h（水泵抽排量）-35m3/h（施工支洞上游隧洞涌水量）=226.5m3/h，即q=62.9L/s。大竹园隧洞桩号214+553处洞内发生涌水后，2019年3月23日安排3台水泵进行抽排（2台30kW、1台22kW），根据同年4月3日10：20～15：00时段30kW水泵流量量测（总排水量540m3），30kW水泵排水量q1=540m3/4.6h=118m3/h，根据功率推算，22kW水泵排水量q2=86m3/h，现场观测记录见表1。从表1中可以看到，3月23日08：30至3月27日08：30涌水量Q=224.2m3/h，即q=62.3L/s。2019年4月4~8日洞内积水已基本排完，抽水水泵减少至2台（1台37kW、1台30kW），测得37kW水泵流量107m3/h，30kW水泵流量86m3/h。测算得到桩号214+553处涌水量Q=107m3/h+86m3/h-35m3/h（施工支洞上游隧洞涌水量）=158m3/h，即q=43.9L/s。2019年4月14日，洞内涌水量进一步减小，抽水水泵减少至1台，涌水量降至约87m3/h。根据施工单位同年4月11~17日大竹园支洞突水台账，施工支洞排水量见表2。综上，2019年3月20日至4月17日大竹园隧洞桩号214+553～214+556处涌水量随着时间推移逐渐减少。1.3隧洞工程地质情况。（1）地形地貌。隧洞沿线地面高程121.6～207.6m，相对高差约85.0m，为低山丘陵地形。洞线桩号212+540～212+680、212+830～212+980段地表为河谷低洼地，高程约125.0m，河谷走向与隧洞轴线平行，河谷常年有水流入先觉庙水库，水库正常蓄水位107.0m；214+550～214+650段穿越冲沟，沟底高程约137.0m，冲沟走向与隧洞轴线垂直，洞线南西侧冲沟里有水塘分布，水塘水位高程约143.3m；桩号215+300及215+750处地表为冲沟，沟底高程分别约为152.7m和172.0m，冲沟走向与隧洞轴线近垂直，沟内有小水塘分布，冲沟无常年流水。隧洞出口为张家桥河，河床高程约105.0m，河谷走向与隧洞轴线交角约45°，河谷常年有水流入徐家河水库，水库正常蓄水位72.0m。（2）地层岩性。隧洞桩号214+010～215+450穿越的地层为震旦-青白口系白兆山组上段（Z2b2），主要为石英钠长黑云片岩和钠长绿泥片岩。（3）地质构造。工程区大地构造处于秦岭褶皱系（I）南秦岭冒地槽褶皱带（I1）随州应山复背斜（I13）应山褶皱束（I13-1）。大竹园隧洞位于张家桥倒转复式向斜次一级构造——大竹园倒转向斜。大竹园隧洞区域构造见图1。震旦-青白口系白兆山组震旦-青白口系垸子湾组震旦-青白口系岔河组扬子期变辉长辉绿岩实测逆断层实测正断层地质界线实测、推测性质不明断层线路工程轴线岩层产状及倾角010kmSE52°229+120Z2bZ2c(Qn-z1)yβu22(Qn-z1)yZ2cZ2cβu22Z2cZ2bK2hg1K2hg1(Qn-z1)1βu22(Qn-z1)y(Qn-z1)yβu22βu22βu22Z2bZ2bpt1gK2gK2gZ2cZ2cZ2cZ2cZ2bZ2bZ2b(Qn-z1)yZ2cZ2c(Qn-z1)y(Qn-z1)yF10F22F21F19F20F14F17F15F16F12F11F10F13两河口高城镇老虎沟Z2bZ2cF18193+420图1大竹园隧洞区域构造大竹园倒转向斜走向290°左右，北翼向S倒转，核部北西端扬起，向南东倾伏。向斜核部地层为震旦-青白口系白兆山组上段（Z2b2）石英钠长黑云片岩、钠长绿泥片岩，两翼地层为震旦-青白口系白兆山组下段（Z2b1）中厚层大理岩、大理岩夹薄层钠长绿泥片岩和震旦-青白口系岔河组（Z2c）绿帘钠长黑云片岩。岩层及片理产状330°～41°∠8°～37°、局部87°～98°∠26°～42°。（4）水文地质条件。隧洞沿线岩性多样，地下水类型较为丰富。片岩段主要为基岩裂隙水，水量较贫乏且不均衡，主要靠大气降水补给，沟河为其排泄基准面。砂岩段以孔隙水为主，砂岩总体厚度较小，水量有限，其上下均为片岩隔水层，部分段具有承压水性质，主要靠大气降水补给，沟河为其排泄基准面。大理岩夹片岩段以溶蚀孔隙水、溶蚀裂隙水为主，水量较为丰富，但受含水层厚度及补给条件限制，总体水量有限，其上下均为片岩隔水层，部分段有具承压水性质，主要靠大气降水补给，沟河为其排泄基准面。（5）围岩评价。根据现场已开挖及施工阶段地质测绘成果，隧洞214+535～214+660为Ⅴ类围岩，主要为强-弱风化纳长绿泥片岩，裂隙、片理发育，片理结合极差，片理产状21°∠35°。地表为冲沟，风化带，地下水较活跃，可见线状流水，倾角较缓，围岩极不稳定。

2涌水原因分析

通过前期地质资料、地质测绘、地面物探、TSP超前地质预报等对大竹园隧洞涌水进行分析。（1）地质测绘。地表地质测绘发现冲沟（桩号214+550～214+650）内水塘岸边发育断层F2，断层产状355°∠52°，断层破碎带地表宽度30～110cm。根据现场地质测绘及推测，涌水处（桩号214+553～214+556）与断层的水平距离分别约为80m（地表）和50m（洞底板高程）。根据断层产状投影显示，隧洞开挖至桩号214+630左右揭露断层F2，推测该断层向下穿透隔水片岩进入大理岩区。（2）地面物探。采用高密度电法勘探。桩号214+450～214+630段围岩节理发育，地下水为基岩裂隙水，水量大。桩号214+630～214+650段隧洞通过断层F2，断层向深部延伸，倾角较大（剖面上视倾角约68°），推测隧洞涌水应为该断层切穿深部导水地层或构造引起。隧洞轴线高密度电法视电阻率断面见图2。（3）超前地质预报（TSP）。桩号214+535～214+572段为强风化纳长片岩，属软质岩，结构面较发育，以风化易剥离的片理面和构造节理为主，岩体完整性差，岩体呈薄层状结构；桩号214+594～214+633段为强风化纳长片岩，结构面发育，以风化易剥离的片理面和构造节理为主，岩体完整性差，岩体呈薄层状结构，局部碎裂结构。TSP超前地质预报REC岩石参数变化情况见图3。综合地表地质测绘、地质素描、前期地质资料、地面物探及TSP成果，已开挖洞段桩号214+535（发生冒顶险情）～214+556（涌水处掌子面）段围岩为震旦-青白口系白兆山组上段（Z2b2）薄层钠长绿泥片岩，呈强～弱风化，属软质岩，片理倾角较缓，节理裂隙、片理发育，岩体完整性差，洞壁滴水，局部有线状流水现象，属Ⅴ类围岩，围岩极不稳定，地下水为基岩裂隙水。隧洞掌子面（桩号214+556）前方桩号214+600～214+650段岩体呈薄层状结构，局部碎裂结构，发育有断层，断层贯穿下部地层并延伸至地表，具富水性。根据桩号214+606处钻孔AZK2224地下水位高程136.64m，可知涌水处（桩号214+553～214+556）隧洞底板高程地下水埋深大于30m，由隧洞底板下部地层（Z2b1大理岩）至隧洞底板到地表，压力水头逐渐减少。综合上述分析，大竹园隧洞桩号214+553～214+556处出现较大涌水现象，地下水来源于震旦-青白口系白兆山组下段（Z2b1）大理岩岩溶孔隙、裂隙储存的地下水，承压水沿断层F2破碎带上升至浅部，然后贯穿片岩中的节理裂隙等结构面薄弱部位形成通道，从开挖后洞室底板附近涌出。从涌水时间和涌水点多处等情况分析，涌水通道应该是分散的，而非集中管道式连通。