隧道水文地质结构及降排水研究

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摘要：文中针对隧道实际情况，在介绍其水文地质条件的基础上，对其降排水进行分析与研究，提出降排水要点及影响，旨在为类似隧道工程施工提供相关参考依据，保证降排水效果。

关键词：隧道；水文地质条件；降排水

隧道工程建设受水文地质条件的影响很大，为降低这一影响，需要在掌握隧道水文地质条件的基础上，做好降排水施工，明确其要点及影响，保证隧道施工质量与安全运营。

1隧道基本情况

隧道进口位于长乐市青山村，隧道穿越山体，出口位于长乐市岱边村，隧道设计为1座4洞分离式隧道，主路、辅路隧道分左右洞，隧道平均长度约4059m，为特长隧道。主路隧道净空（宽×高）为17.5m×5.0m，主路隧道右洞长4060m，设计桩号YK12+085.00~YK16+145.00，主路隧道左洞长4057m，设计桩号ZK12+082.00~ZK16+139.00；辅路隧道净空（宽×高）为10.0m×5.0m，辅路隧道右洞长4089m，设计桩号FYK6+005.00~FYK10+094.00，辅路隧道左洞长4418m，设计桩号FZK5+596~FZK10+014；隧道最大埋深约363m。拟建隧道采用小净距~分离式~小净距结构形式，洞门采用端墙式。隧址区位于山区内，隧道进洞口处为果园场，交通极不便，隧道施工前应先建设施工便道；出洞口原为取土采石场，有土路可直达洞口，交通相对较好［1］。

2隧道水文地质条件

隧道处在侵蚀基准面上，山体坡度较大，而且地形还有很大的起伏，隧址区地表从多条山凹冲沟中穿越，为季节性沟谷，有典型的山区沟谷特征。在隧道场区中，地形有很大的高差，沟谷狭窄，纵坡降大，水流湍急，排水通畅，旱季地表水的流量较小，而雨季流量将大幅增加，可以达到旱季的数倍甚至数十倍。在勘察过程中，沟谷中地表水的流量在0.5~4.0L/s范围内。地表水的补给方式以大气降水为主，排泄方向为两侧坡脚。地表水的下渗以岩石裂隙为主要通道，为地下水提供补给［2］。在隧道的进洞口处有一条小溪，常年有流水，雨季水量很大，河底岩性以坡积粉质粘土、全风化凝灰熔岩为主，透水性相对较差，目前，针对该小溪已经进行了改道设计，不会对隧道施工造成影响；主路出洞口处有一个小水沟，季节性流水，雨水水量丰富，而旱季基本没有水流，勘察过程中的水量在1.2L/s左右，会对洞口造成明显的冲刷影响，需实施引排水设计；在F2断层带处有一条切割沟谷，谷底是中风化~微风化岩层，雨季大量汇集山体雨水，水量丰富，沟谷的坡度在40°~60°范围内，以瀑布状形式排泄，旱季水流很小，地表水以基岩裂隙或构造裂隙的形式下渗，为地下水提供补给［3］。若按照埋藏条件与赋存介质，可将地下水分成以下几种类型：（1）孔隙水，赋存在第四系残坡层，因大气降水为主要影响因素，富水性相对较弱；（2）风化带网状孔隙裂隙水，赋存在全风化~强风化岩层的网状孔隙裂隙当中。隧道所在区域的岩性以凝灰熔岩为主，在强风化岩层中，裂隙较发育，无论是富水性还是导水性都相对较弱，接受大气降水及上部第四系地下水的补给，但由于厚度较小，导致水量贫乏，基本不会对洞身围岩与开挖施工造成影响，但会影响到隧道的进出口和浅埋段围岩与施工；（3）带状构造裂隙水，洞身围岩以中风化~微风化岩为主，风化裂隙不发育，属构造裂隙水，直接受到裂隙与节理等地质构造的影响，受大气降水与基岩风化裂隙水补给，排泄方向为山体附近沟谷，排泄形式为渗流［4］。本次勘察分别在钻孔XS7、XS13、XS15、XS27中各取一组地下水样，共4组水样进行水质全分析。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）附录G划分环境类型隧道属Ⅰ类，按地层渗透性划分地下水为强透水层中地下水A型。按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）和《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）有关标准进行场地水介质对建筑材料的腐蚀性评价，评价指标如表1所示。从表1结果可以看出，场地范围内的地下水会对混凝土结构造成一定程度的腐蚀，但腐蚀程度轻微，对钢筋混凝土结构的钢筋也具有一定程度的腐蚀性。对此，需按照现行相关标准，结合工程具体需要采取有效措施进行防腐，以此满足结构耐久性方面的要求［5］。

3隧道降排水

3.1隧道降水

（1）成孔采用工程钻机和配套设备进行，完成钻孔后下入钢筋笼或厚度为1cm的钢护筒及滤水管，然后回填滤料。（2）根据现场布置情况进行井位测放，如果布设的井点和地面物有冲突，在现场要进行适当的调整。（3）在下入钢套管之前要确保井底沉渣厚度在20cm以内。（4）填砾之前井管应居中，确保填砾的厚度保持均匀，滤料从井管两侧缓慢且对称填入，避免滤料卡阻或导致井管错位。填料过程中若井口反料，应立即停止填料，并在查明其产生原因后采取有效措施处理。（5）洗井是降水的关键环节，滤料填筑完成后，应尽快开始洗井，采用在井管外侧注水循环的方法进行，直到水清砂净。洗井完成前进行井深测量，确保井底部的沉淀不超过0.3~0.5m。（6）下泵深度按照与井底保持1.0~2.0m的间隔距离控制。（7）将抽水与排水系统均安装到位后，方可开始试抽水。（8）洗井与降水过程中，应使用管道把水排放到场地周围的截水沟，然后通过截水沟使水排放到低洼处。（9）井点形成后，其井口需要比自然地坪高出20~50cm，并通过加井盖有效保护，防止杂物垃圾掉落到井内。（10）做好对井水位的观测与记录，以此确定方案正确性，并在必要的情况下对方案进行适当调整，保证降水效果。

3.2隧道排水

（1）明洞排水：明洞衬砌与洞口回填处采用30mm厚砂浆保护层+防水板+无纺布+50m厚砂浆保护层进行防排水，在洞门外露部分先涂抹一层水泥基渗透结晶型防水涂料，然后在刷一层厚度为30mm的水泥砂浆保护层。（2）暗洞排水：在隧道初支与二衬之间采用EVA防水板与土工布形成缓冲层，其中，防水板的厚度应达到1.5mm，土工布的重量应达到350g/m2；环向施工缝的防排水措施为中埋钢边缘胶止水带+外贴止水带+毛细排水板；纵向施工缝的防排水措施为中埋钢板止水带+外贴止水带；变形缝的防排水措施为中埋钢边缘橡胶止水带+外贴止水带+嵌缝材料；在隧道内两侧分别开挖水沟，以此起到汇水的作用。衬砌背后积水采用沿环向和纵向布设的盲管汇集之后通过边墙上的泄水孔引入到侧沟内，再排放到洞外；衬砌施工完成后，在其混凝土强度达到设计要求后，在衬砌背后实施回填压浆，并在衬砌的拱顶出埋设钢管，外露20cm，内侧到防水层的内侧不能将防水层刺破。回填注浆时采用的浆液为水泥砂浆或水泥单液浆，注浆压力按照不超过0.2MPa控制［6］。

4结语

综上所述，在介绍隧道工程水文地质条件的基础上，提出隧道降排水的做法及影响，旨在为隧道工程建设中的降水和防排水施工提供技术参考，将水可能对隧道建设与运营造成的负面影响降至最低。

参考文献

［1］刁志刚，陈俊山，徐剑.近珠江闹市区富水深层隧道涌水处治技术［J］.西部探矿工程，2020，32（05）：176-180.

［2］杜胜，杨昱衡，周斌.降雨条件下槽渔滩隧道初期支护变形原因分析及治理措施研究［J］.现代隧道技术，2019，56（S2）：263-269.

［3］张涛.富水浅埋全风化花岗岩地层隧道施工降排水技术研究［J］.工程技术研究，2019，4（04）：97-99.

［4］张进.隧道工程基坑降排水安全风险管理对策与实施［J］.中国水运（下半月），2018，18（11）：218-219.

［5］陈花顺.宝兰客专马鞍梁隧道下穿沟谷浅埋段施工方案研究［J］.铁道建筑，2016（12）：46-48，52.

［6］秦玉峰，曲超.海滨城市长隧道采用OGFC路面的设计［J］.市政技术，2016，34（01）：31-33，36.

作者：陈光发 单位：福州市规划设计研究院集团有限公司