石郎山隧道进口右洞端墙、仰坡涌水处理方案.doc

中交第一公路工程局有限公司

石郎山隧道进口右洞端墙、仰坡涌水处理方案

中交第一公路工程局有限公司
莼湖镇对外快速通道工程第一合同段项目经理部
2011年6月

石郎山隧道进口右洞仰坡、端墙涌水处理方案

一、进口右洞洞口施工过程简述
石郎山隧道进口右洞洞口边仰坡经历两次施工，第一次是于2011年4月20日开始按原设计图纸进行边仰坡刷坡防护。后因护拱开挖后现场地质条件差，并结合4月28日石郎山隧道进洞施工方案专家讨论会的意见，4月30日业主单位组织设计单位、监理单位及施工单位于现场根据开挖的实际地质情况和目前的征地范围，确定将右洞暗洞桩号由YK1+445变更为YK1+456。随后5月1日开始按调整后的暗洞桩号施工，中间又因补充征地问题的影响，整个洞口的边仰坡防护及护拱浇注于5月31日才完成，6月1日开始管棚施工。
二、进口右洞仰坡、端墙涌水背景
在5月10日第二次边仰坡防护完成后，除右洞端墙左侧上方有两个出水点，水流成细线状外，其余边坡、仰坡面基本没有渗水现象的出现。6月1日～6月5日，右洞现场开始管棚钻孔施工，根据10个钻孔的总体情况来看，暗洞前方水量较小，安装好的管棚有断续的水流呈滴状流出，在这里值得说明的是：0#管棚在安装Φ108钢管至30m左右时，有满管的水流出，持续时间为5分钟左右。6月5日凌晨开始降雨，降雨过程持续到6月7日，雨量较大，根据天气预报为中雨或大雨。降雨出现后，右洞的端墙、仰坡及安装的管棚内有水流出现，根据连续观察，水流出现的大小随降雨的周期波动。降雨过程中水量最大，降雨结束后随之减弱。附现场图片

5月29日进口右洞水量情况

6月2日管棚水量情况

6月5日管棚水量情况
三、地形、水文地质情况
3.1现场地形描述：
从现场地形上来看，石郎山隧道进口右洞位于山谷冲沟中，西南高，北东低，汇水面积大。南、西、北三面环山，植被茂盛。隧道右洞洞顶上方沿隧道前进方向100m范围内为当地村民开垦的农田，田间种有桔树、花木等。隧道左右洞中间有东西向上山道路，靠路南侧有经雨水冲刷形成的自然沟。北侧山下有自然的冲沟一道，距隧道右洞右侧约15m左右，自我部2011年1月进场以来，沟中水流不断。

3.2水文地质情况
3.2.1地勘资料地质情况描述
进洞口自然坡向南东倾，地形坡度5°～15°。表部未第四系坡洪积含粉质黏土碎石，厚约7.5m～19.0m，下伏基岩为玻屑凝灰岩，岩体破碎。地下水类型主要为孔隙型潜水和基岩裂隙水。孔隙型潜水赋存于含黏性土碎石中，主要受大气降水和地表水的补给。由于地表水汇水条件较好，地下水稍丰。基岩裂隙水主要赋存于基岩的风化裂隙和构造裂隙中，含水性和透水性差，含水不均匀，无统一的地下水位，主要受大气降水和地表水的补给，以泉、渗流的形式排泄，动态变化大。
3.2.2现场施工地质情况
从现场施工情况来看，地质条件与设计图纸描述基本相符。围岩结构松散，基本为块径不等的碎石、泥土的堆积物，在长时间没有降雨时，地下水量较少。有降水时，地下水量明显增大。
四、原因分析
关于此次石郎山隧道进口右洞端墙、仰坡大面积涌水原因，经我部仔细调查和分析，主要有以下三点：
4.1、隧道洞口的地形条件决定了洞口存在很大的汇水面积，三面山体的雨水最终都汇集在洞口。
4.2、隧道洞口地质条件差，因洞口位于山谷冲沟中，基本为块径不等的碎石、泥土的堆积物，结构松散，孔隙发育，有较好的过水通道。
4.3、6月5日～6月7日的降水，持续时间长、雨量大。
五对隧道安全的影响
如果目前隧道进口右洞仰坡、端墙涌水的问题不及时解决，任其自然发展，一则不利于边仰坡的稳定，二则进洞后，地下水量在降雨天气将会很大，给隧道施工安全带来严重的安全隐患。
六、处理方案
根据以上分析的主要原因，我部认为地形条件是自然形成的，基本已经无法改变，而降雨也是自然气象，更不可能人为左右。故决定在对地表水和地下水的处理上以及工程的辅助施工上采取以下措施：
6.1、根据我部降雨期间的观察，距离右洞洞口上方约80m处，上山道路南侧的水沟的地表径流在此折向北东方向，在地表流动10m左右后潜入地下。故建议在此（对应右线桩号YK1+537）增加南北方向水沟一道，将此处水流引致原北侧自然沟，过水断面净宽不少于1.0m,深度不少于1.0m，具体施工位置和断面尺寸待设计院出图后按设计图纸施工。
6.2、在仰坡、端墙目前出水位置的区域，增设Φ50的pvc管材的泄水孔，横竖间距100cm×100cm，深度不小于50cm,以能排水为准，保持水力通道畅通。泄水管外接软管将水引流至洞口前方排水沟，避免水流直接冲刷仰坡、端墙面。同时对目前右洞上方已经开挖的截水沟，浆砌片石跟不上时先喷射不小于5cm的喷射混凝土做临时防护。
6.3、加强进口右洞的管棚施工控制，按设计要求将管棚安装到位。并按要求做好注浆工作，对管棚四周土体起到稳定的作用。在管棚施工过程中注意以下问题：
⑴钻孔、装管及注浆安排：根据目前地质情况，必须成孔一根装管一根注浆一根。
⑵注浆控制：注浆采用水泥浆—水玻璃双液注浆，考虑到水泥浆与水玻璃体积比例对混合液的胶凝时间有较大影响，注浆前应进行现场试验，确定体积比例，保证管棚注浆过程中不因混合液体过早凝胶而中途造成堵管。
注浆参数：水泥浆水灰比0.8:1
水玻璃浓度35～40波美度，水玻璃模数2.4
注浆压力：初压0.5～1.0mpa,终压2.0mpa
注浆压力达到2Mpa，并持压5min以上，注浆浆液达到设计80%以上时，可停止注浆.
⑶对安装长度不够管棚的处理：
①对目前已经安装的2#（14m）、6#（16.03m）及10#（199m）管棚，将管拔出后用潜孔钻清孔重新装管，拔管尽量安排在水量较小的时间，尽量避免二次塌孔。
②如中间出现因地质、水文原因塌孔，在现有条件下安装不到位的情况，在
洞身开挖时，对管棚长度安装不到位的部位根据2011年5月11日上报，经监理、设计及业主单位同意的《石郎山隧道进口端左洞部分管棚长度不足处理施工方案》补打双层的Ф42×4mm超前小导管，外插角10°～15°，环向布置间距30cm，层距25cm,层间错开15cm布置。每环打入长度4.5m，纵向水平搭接长度为2m。超前小导管与管棚的搭接长度不小于4.0m。
6.4、对洞口段（具体段落按设计答复为准）拱顶位置的系统锚杆调整至边墙、拱腰位置，以充分发挥锚杆功能。

中交第一公路工程局有限公司
莼湖镇对外快速通道工程第一合同段项目经理部
2011-6-8

附地形图：