）奉恩公路（石乳关隧道突泥涌水处治设计０１Ｓ２
孙建国
（）重庆市交通规划勘察设计院 重庆 ４０１１２１
）摘 要 本文分析了奉恩公路（石乳关隧道突水突泥原因，介绍了注浆堵水、泄水洞排水的堵、排相结０１Ｓ２合的综合处治措施，供类似工程问题提供借鉴。
关键词 石乳关隧道 岩溶 处治设计 涌水 突泥
／但随降雨量减少而减少。量达２ｈ，００ｍ３０
其处治措施：在４０＋４４０－奉节端洞口，１）ＤＫ两侧路面下增设水沟，并在路面及仰拱之间每３－将地下水引入增设水沟。ｍ埋设横向排水管，５
）４０＋４４０－４９０段路面下进行注浆加固处２ＤＫ理。注浆加固宽度７深度为仰拱顶５ｍ路面范围，．注浆孔间距１面下６梅花型布置。５ｍ，．ｍ，
）设置排水降压管，将地下水引入新设边沟。３
）对施工缝渗漏水进行凿槽钻孔注浆、并埋设４半管排水。
１０年１２月完成了隧道处治工作，１１年１２０２０
月２５日投入运营。
１１年７月７日奉节兴隆地区发生了５２００年一遇强降雨，石乳关隧道在Ｄ４０＋４４５－４６７段预埋Ｋ泄水管处出现突泥涌水，出水点约在Ｄ４０＋４６７Ｋ并将局部电缆沟盖掀开，处，突出泥沙约２隧ｍ３，０道内局部出现积水。同时在Ｄ４０＋２１０－２３０也出Ｋ严重现突泥涌水现象，出水点约在Ｄ４０＋２２０处，Ｋ危及隧道行车安全。涌水突泥情况如照片１、２。
１ 工程概况
石乳关隧道是湖北省恩施白杨坪至重庆市奉公路控制性工程。进节县之间的跨省干线（０１）Ｓ２口位于恩施市太阳河穿心店，出口位于奉节县兴隆镇。石乳关隧道大体呈北西－南东展布，为单洞双向行驶双车道越岭二级公路隧道，隧道岩溶发育段主要位于石炭系黄龙组中厚层灰岩、白云质灰岩净宽９高内。隧道建筑限界９０ｍ×５．０ｍ，．７０ｍ，．６．８５ｍ。隧道起止里程为Ｄ３８＋０８０－ＤＫ４０＋Ｋ长２属长隧道。洞内采用人字纵坡。其６６２，５９０ｍ，约中重庆段里程为Ｄ３９＋３５４．６－ＤＫ４０＋６６２，Ｋ纵坡－２１３００ｍ，．７％。
２ 石乳关隧道历次突泥涌水及处治
情况
多次发１１年通车运营以来，０ 石乳关隧道自２
生突水突泥、路面渗水、二次衬砌局部地段渗水病害。
石乳关隧道施工时，在Ｄ０９年上半年，４０＋Ｋ２０
并于４３０－４６０段在开挖过程中遭遇岩溶突泥突水，其处治措施采用３４０＋４６７处开挖揭示裂隙水，ＤＫ
根１隧道结构进行加强设计，０排水管进行引流，５二次衬砌调整为钢筋混凝土，施工单位按变更设计对该岩溶段进行处理，后经过２该０９年雨季监测，０段隧道结构和排水系统无异常。施工单位于２１００年５月完成该段路面混凝土施工。
隧道区发生强降雨，于１０年７月１０日，２０
地面隆起高度约４０＋４６７路面出现隆起断裂，ＤＫ
路面变形长约５最大突水ｃｍ，ｍ。并突泥突水，５５０
照片１ 暴雨后洞内路面涌水
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公路隧道照片２ 暴雨后洞内突出泥沙
３ 隧道突泥涌水原因分析
３．１ ＤＫ４０＋２１０－ＤＫ４０＋２３０段渗水原因
地表调查和钻孔揭示ＤＫ４０＋２１０－ＤＫ４０＋２３０穿越泥盆系中统云台观组（Ｄ２ｙ）灰白色、深灰色中至厚层状细至中粒结构砂岩，局部夹灰绿色页岩。
此层砂岩与下部页岩接触带，刚好处于一常年有水流冲沟处。溪沟水为养鹿场、宾馆和附近１００人左右的居民主要生产、生活水源。隧道发生突泥涌水以来，水量与隧道突水前同期相比减少一半左右。同时，据详勘阶段ＢＳＫ２钻孔施工至４３．３ｍ时回水颜色变浑浊，岩心破碎，孔口水自然上涌，水头上升到地面高程（１４１３．３ｍ）以上２．３５ｍ，４３．３ｍ至终孔岩芯破碎。ＡＺＫ２钻孔内稳定水位１４．５ｍ。此段承压水含水层受常年有水冲沟及上部孔隙水、裂隙水补给。
处治勘察时在ＤＫ４０＋２１０－２３０布置了３个钻孔ＺＹ１、ＺＹ２、ＺＹ３，仅ＺＹ３孔内水不自流，ＺＹ１水量２８．６７ｍ３／ｄ，ＺＹ２水量４５．３ｍ３／ｄ，裂隙水较丰富。
从以上资料分析可知，ＤＫ４０＋２１０－２３０段衬砌、路面渗水直接原因为砂岩裂隙发育，并接受地表水体补给，裂隙水非常丰富，且具有承压性，但其发生规模型涌水可能性不大，在暴雨期间可能发生渗水和路面积水，影响行车安全。３．
２ ＤＫ４０＋４４０－４９０段突泥涌水原因石乳关隧道位于茅草坝背斜北西翼翼部。地面调查和钻孔表明ＤＫ４０＋４４０～４９０突水段地层石·２８·
２０１６年第２期（总第９４期）
炭系下统黄龙组（Ｃ１ｈｎ）灰岩，上下均为非可溶岩。ＤＫ
４０＋４６５钻孔揭示孔深２．４～３．１ｍ有溶腔或溶洞发育，泥沙、粘土充填，其余钻孔岩芯完整，呈柱状、短柱状、岩质坚硬，最大节长达４５ｃｍ。钻孔局部裂隙发育，闭合～微张，裂面粗糙～平直，表面附有方解石脉，倾角４５～６
２°。施工时ＤＫ４０＋４４７．５右侧发生过突泥突水，并且在拱顶有个大的溶腔，发生塌方，溶腔高十余米。溶腔在隧道附近为顺岩层倾向发育的岩溶管道，并与ＤＫ
４０＋４６５钻孔揭露到的溶腔联通。据物探表明ＤＫ
４０＋４３２～４５２段，距路面高．５ｍ处北壁５．０～７．５ｍ范围内存在岩溶发育区，为充水区域或基岩破碎带；ＤＫ４０＋４４５～４６７段，路面下２．５～７．５ｍ范围内存在岩溶发育区，为充水区域或基岩破碎带。垂直隧道轴线在里程ＤＫ４０＋２０、ＤＫ４０＋４６０、ＤＫ４０＋４８０、ＤＫ４０＋５００距离轴线北侧１３５～１９３ｍ轴线南侧１７～２０ｍ间深部存在一隐伏岩溶通道。
处治勘察时布置ＺＹ４、ＺＹ５、ＺＹ６、ＺＹ９四个钻孔，除ＺＹ６孔内水不自流外，其中Ｙ４、ＺＹ５、ＺＹ９自流量分别为１３６ｍ３／ｄ、３８２ｍ３／ｄ、１４２ｍ３／ｄ。隧道内突水突泥受雨季影响较大，除突水段基岩自身接受大气降雨入渗补给外，还接受地表水、地缝积水补给。遭遇了区域５０年一遇的暴雨，最大突水量达０
００ｍ３／ｈ。最大突泥突水量６．５万ｍ３／ｄ。瞬时最大涌水量０．
７５ｍ３／ｓ。 处治设计
２０１１年７月７日暴雨出现突泥涌水后，受建设单位委托对于突泥涌水处治。经过初步设计阶段方案论证确定，采用防、堵、排相结合方式处理，达到一次处治，根除隐患的目的。处治设计针对不同的突水点具体情况，对ＤＫ４０＋２１０－＋２３０段采用以堵为主，对ＤＫ
４０＋４４０－＋４９０采取以排为主的方案。具体处治方案为ＤＫ４０＋１５０－２５０段注浆堵水、ＤＫ４０＋１５０－ＤＫ４０＋４６５段增设中心排水系统，且每隔５ｍ开槽，将衬砌背后及路面下地下水引入中心水沟，通过中心水沟排至ＤＫ４０＋４６５（溶腔）处，在ＤＫ４０＋４６５溶腔处设置横向排水洞，排入新建泄水洞＋排水涵洞，排入石乳河，处治方案平面如图１。
１４２４）石乳关隧道突泥涌水处治设计孙建国 奉恩公路（０１Ｓ２
图１ 处治方案平面图
４．１ ＤＫ４０＋２１０－ＤＫ４０＋２３０段渗水段处治
４０＋２１０－ＤＫ４０＋２３０段渗水段隧道洞身ＤＫ
围岩为砂岩、石英砂岩，具体分布里程为Ｄ４０＋Ｋ岩体呈大块状或镶嵌状，地下水１５０－ＤＫ４０＋２５０，／，为基岩裂隙水，勘察孔ＺｄＺＹ１水量２８．６７ｍ３２Ｙ／，此段裂隙水较丰富，水量４且具有承压ｄ５．３ｍ３性。其上方沟谷地表水为养鹿场、宾馆和附近１００人左右居民主要生产、生活水源。且隧道发生突泥涌水以来，泉水量与隧道突水前同期相比减少一半左右。为降低对地表水体的影响，对该砂岩段采取注浆堵水进行处治，注浆处治段长１０ｍ。处治断０面如图２。
４．２ ＤＫ４０＋４４０－４９０段突泥涌水处治
据勘察报告及历次突泥涌水情况，主要涌水点为经常性涌水，位于Ｄ４０＋４４５－ＤＫ４０＋４６７段，Ｋ即：不降雨时涌水量小，连续降雨时，涌水量较大，特别是每年７月份雨季，涌水突发性特征比较明显。根据隧道涌突水情况，在隧道Ｄ４０＋１５０－Ｋ且每隔５ＤＫ４０＋４６５段增设中心排水系统，ｍ开槽，将衬砌背后及路面下地下水引入中心水沟，通溶腔）处，在Ｄ过中心水沟排至Ｄ４０＋４６５（Ｋ４０＋Ｋ排入新建泄水洞，再通４６５溶腔处设置横向排水洞，过泄水洞排出洞外。结合隧道洞口地形条件，泄水泄水洞纵洞设置于石乳关隧道主洞北侧２３ｍ，０－５面位于主洞集水井标高以下约４ｍ。平面位于直线上，纵坡为－０．８７７％的单向坡。
图２ 注浆堵水断面图
注浆堵水范围为开挖外轮廓线外约５注浆ｍ，孔深５注浆采用２钻孔开孔直径５ｍｍ，．５ｍ，５孔口０长度２孔口环向间距２管，壁厚２５ｍｍ，５０ｃｍ，０ｍ，．．纵向间距２梅花型布置。注浆材料采用水泥０ｍ，．；／水灰比Ｗ注浆压力１０ＭＰａ－水玻璃双液浆液，．Ｃ，水玻璃玻镁度３模数为２．６－１．１，０Ｂｅ４。＝００－４．／双液体积比Ｃ扩散半径１．７－１．４，２ｍ。Ｓ＝０．
图３ 泄水洞净空断面图
泄水洞净空断面拟定综合考虑施工安全、施工进度、机械装载、机械出渣、施工通风、排水管路、人行安全等因素，重庆地区类似工程（主要受施工控，制断面尺寸）泄水洞断面采用半圆形断面，半径
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公路隧道
高３净空断面面积１宽３１．．７ｍ，．５ｍ，７５ｍ，．６４ｍ２。１
总第９１６年第２期（２０４期）
其净空断面路图３。泄水洞支护参数路表１。
表１ 泄水洞支护参数表
项目衬砌类型
Ｃ２０早强喷射混凝土
初期支护
５钢筋网．６φ
系统锚杆二次衬砌辅助施工措施初期支护加筋措施
Ⅴ级围岩浅埋段
ＸＳＤ５ａ２０ｃｍ ０ｃｍ０×２＠２
０×１００ｃｍ，Ｌ＝２．５ｍ０＠１
Ｒ２５中空注浆锚杆
３０ｃｍＣ２５钢筋砼超前小导管０ｃｍ０１４工字钢＠１
Ⅴ级围岩ＸＳＤ５ｆ２０ｃｍ ０×２０ｃｍ＠２
０×１２０ｃｍ，Ｌ＝２．５ｍ０＠１
Ｒ２５中空注浆锚杆
３０ｃｍＣ２５钢筋砼超前小导管１４工字钢＠１０ｃｍ２
Ⅳ级围岩ＸＳＤ４ｆ１０ｃｍ５×２５ｃｍ＠２
０×１２０ｃｍ，Ｌ＝２．０ｍ２＠１
Ｃ２２砂浆锚杆２５ｃｍＣ２５素混凝土
５ 结语
本次对砂岩段非常富水的承压性裂隙水段采取了注浆堵水的措施、达到了保护生态环境及附近居民生产和生活用水的实际要求；对灰岩段溶腔及岩溶管道岩溶水，由于其水量大采用设置泄水洞方式进行引排，既有效节约了工程投资，又消除了隧道突泥涌水对安全运营的不利影响。
隧道处治于２经１３年施工完毕并恢复运营，０过２年多安全运行表明，本次采用防、堵排相结
合，分段处治的措施有效、可行，综合治理效果良好。
参考文献
［］奉公路（）石乳关隧道施工图设计文件．１Ｓ２０１［］奉公路（）石乳关隧道竣工图．２Ｓ２０１
）［］奉恩公路（石乳关隧道ＤＳ２０１Ｋ４０＋２１０～２３０、ＤＫ４０＋３
４４０～４９０段突泥涌水施工勘察报告．
［］奉恩公路（）石乳关隧道Ｄ４Ｓ２０１Ｋ４０＋２１０～２３０、ＤＫ４０＋
４４０～４９０段处治设计文件．
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