向家坝对外交通隧道渗水处理措施
吴家鹏
（武警交通五支队四川省向家坝水电站项目部 宜宾县 644000）
一、工程概况：
向家坝水电站位于金沙江下游，是金沙江梯级开发的最后一级电站。坝址位于向家坝峡谷出口处，左岸为四川省宜宾县安边镇，右岸为云南省水富县。电站设计正常蓄水位 380.00m ，最大坝高 162m ，总装机容量6000MW。
向家坝水电站左岸对外交通公路路线全长 9486.03m ,由明线段和三条隧道组成。江坳口隧道（K6+460～K9+484）是第三条隧道，进口位于水淋岩下游侧，出口位于柏溪县江坳口，高程在 330m ～ 360m 之间。
二、工程问题：
对外交通公路③交通隧道（江坳口隧道）段K6+636～K6+643段衬砌混凝土在2007年12月施工完后，从2008年3月开始在拱顶附近发现有严重渗水现象。
三、隧道原防排水设计情况：
隧道内防排水原设计采取“以排为主，防、排、截、堵塞”综合治理的原则，洞内行车道两侧设排水沟，在初期支护和二次衬砌间铺设防水板、盲沟，与二次衬砌施工缝止水带及侧墙底部泄水孔组成综合排水系统，将围岩裂隙水引至排水沟，水沟部位每间隔 20m 设一个φ 10cm 泄水孔，洞内排水沟水采取自流方式排出洞外，再经路基边沟及涵洞排至天然沟渠。
四、隧道渗水问题原因分析：
1、地质原因：
对外交通公路③交通隧道桩号K6+630～K6+640段围岩为侏罗系砂溪庙组的紫红色粉砂质泥岩，岩层平缓产状00 ～100 /SE∠50 ～100 ，少数层面有破碎夹泥。优势节理有2组，分别为NEE和NNE向，其中NEE组更为发育，局部密集成带，裂隙基本都卸荷张开，宽度10 ～ 30cm ，充填岩块岩屑和黄泥。局部有渗水甚至流泥现象。NNE组节理多数也呈张开状，有夹泥。
桩号K6+640～K6+660段围岩为泥夹块石、碎石，结构松散，普遍渗水，左侧有流水。K6+630～K6+660段围岩属Ⅳ～Ⅴ类。
2、施工原因：
K6+636.700～K6+648.400段在开挖卸荷后稳定性差，曾发生坍塌，塌方高度5 ～ 6m 。顶拱上侧坍塌严重，施工处理难度大，拱架安装不到位，并产生偏移，导致一衬局部侵占了一部分二衬空间，在进行该段防排水施工时为了使二衬混凝土与一衬喷混凝土胶结，取消了该段的EVA防水板，并在有原排水孔的位置设置Φ60钢花管，花管孔紧贴一衬混凝土壁面设置，凿孔孔径 25mm 、@ 100mm ，钢花管按隧道断面居中置放，位置不够部位刻槽嵌入一衬混凝土内，为防止混凝土浆进入花管孔，在其一衬混凝土壁面外包一层透水无纺布，底部孔置于排水边沟内。施工后的排水措施不能有效解决该段隧道渗水量大的问题。
五、隧道渗水处理措施
针对隧道二衬施工完后在K6+636～K6+643段间仍有渗水严重的现象，在k6+630～k6+660段采取钻孔灌浆和增加排水孔的措施进行防渗处理。
六、隧道渗水处理主要工程量：
隧道防渗处理主要工程量如下：
固结灌浆:16排×7个/排× 6m /个= 672m ；
排水孔: 洞周混凝土该槽(长 18500mm ×宽 100mm ×深 60mm )×16排= 1.8m3 ；排水孔：16排×8个/排× 8m /个= 1024m ； 50mm 塑料排水盲管16排×8个/排× 7.5m /个= 960m ；50mmPVC管16排×8个/排× 0.5m /个= 64m ； 5mm 厚D100mmPVC管16排× 18.5 m /排= 296m ；。
七、施工工期：根据实际情况，工期需50天。
八、施工准备工作：
施工用电从隧道洞口变压器接入并自备25Kw发电机一台，照明借用隧道灯光，施工用水从江坳口用水车拉运自来水。
施工设备名称、型号及规格、单位、数量如下：
电动空压机为LLL-10/7型75kw空气压缩机1台, 4kw挤压式注浆泵jzb-2型1台,潜孔钻机ZQ100E-60型1台（耗气量 12m3 /min） ，交流电焊机 BX6-169型1台,高速搅拌机 GJ-400型1台。
施工前每隔 5m 各布置一个拱顶下沉点和两条水平收敛量测测线。测点布置见下图。
九、隧道渗水处理施工方案：
1、施工程序
沿洞中心纵轴线 8m 为一个循环。施工第一个沿洞纵轴线 8m 范围内的Ⅰ序（ 2m 段）钻孔灌浆→施工第一个沿洞轴线 4m 范围内Ⅱ序（ 4m 段）钻孔灌浆→施工沿洞轴线第一个 2m 范围内直径D76排水孔施工→进行下一单元循环施工。
施工中保证各循环中作业步距不变进行循环施工。
例：先施工K6+630～K6+638段Ⅰ序（ 2m 段）钻孔灌浆→施工K6+630～K6+634段Ⅱ序（ 4m 段）钻孔灌浆→施工K6+630～K6+632直径D76排水孔施工→进行下一单元循环施工。
2、施工范围:洞纵轴线方向桩号范围为K6+630～K+660;垂直方向从交通洞底板中心线高程 3m 开始,沿交通洞边墙和顶拱布置灌浆孔。
3、灌浆孔钻孔
灌浆孔距与排距为 2m × 2m ，孔深入岩 6m ，段长分为二段，第一段 2m ，第二段 4m ；钻孔直径为D 56mm 。每排7个孔。
①钻孔要求干钻，禁止开水钻，以确保施工不至于恶化隧道岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔先中间后两侧，孔位按正方形布置，从上而下两边对称进行。
②钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速），地下水及一些特殊情况作现场记录，如遇地层松散，破碎时，加密分段固结灌浆，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
③钻孔的精度应满足以下要求：
a. 钻孔的孔径不小于设计要求；
b. 钻孔在任何一个方向上的入口误差不得大于2°;
c. 钻孔在钻进长度方向上的孔斜偏差不大于孔深的2%，;
d.钻孔水平方向的误差不应大于 50mm ，垂直方向的误差不应大于 100mm
④。采用潜孔冲击钻或旋转钻钻进，同时须备带套管
⑤钻孔时应注意以下几个方面问题，一是钻空人员均站在搭建的钢管架平台上进行高空作业，安全第一，施工人员必须系好安全带，防止掉渣砸伤过往车辆几行人；二是钻孔有可能钻在二衬钢筋上，此时应移孔位，不能破坏二衬钢筋为原则。
4、灌浆施工
（1）灌浆材料：
固结灌浆材料采用普通，所用水泥标号为 P.0.42.5 ，灌浆用水泥应保持新鲜，受潮结块者不得使用，水泥从出厂到使用时间不得超过2个月，灌浆材料在制浆时必须称量，其误差不大于5%。灌浆用水应符合拌制水工要求。
灌浆过程遇有特殊情况可选用下列外加剂：
①速凝剂：水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等；
②减水剂：苇浆废液，铬木素等；
③稳定剂：膨润土及其它高塑性粘土等。
外加剂与水的配合比例，根据现场的实际情况通过试验确定。所有外加剂凡溶于水者，均应以水溶液状态加入。
（2） 灌浆方法：实行分段灌浆，第一段段长 2m ，第二段 4m ,自上而下灌浆。采用孔口封闭、孔内循环灌浆方法，整个灌浆过程采用手工记录；灌浆泵采用jzb-2灌浆泵，孔口利用机械栓塞加压封孔。
（3） 灌浆压力：分段灌浆压力为：第一段0.10MPa，第二段根据钻孔地质情况不小于0.10MPa，不超过0.5Mpa，施工时根据收敛观测和拱顶下沉量测数据，调整相应的灌浆压力。
（4）浆液浓度原则上按2:1、1:1、0.8:1、0.5:1的浓度控制，视灌浆的吃浆量情况，现场调整配置。对塌方形成的空腔部位可采用0.5:1的水泥浓浆或0.5:1:1水泥砂浆回填灌注。
(5)钻一孔,灌一孔。做好灌浆记录。
（6）特殊情况处理：
①灌浆过程发生冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇灌浆等方法处理。
②灌浆过程发生串浆时，若串浆孔具备灌浆条件，则同时进行灌浆（灌浆采用一泵一孔灌注）；否则将串浆孔孔口用灌浆塞塞住，待灌浆结束后，串浆孔再继续钻进和灌浆。
③灌浆工作必须连续进行，若因故中断，按照下述原则进行处理：
尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆；中断时间超过30min，立即进行重新钻孔，而后恢复灌浆；
④在孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况采取下列措施：
自上而下分段灌浆；灌浆结束采取屏浆措施，屏浆时间不少于1h；闭浆待凝时间不少于48h；必要时在浆液中掺加适量速凝剂。
⑤大量耗浆孔段的处理；
遇有大量耗浆孔段时，首先应降低灌浆压力，减少并限制其注入率，并视耗浆量情况，采用浆液中掺速凝剂，待该段耗灰量超过2t/段，仍不见压力回升，地面又无漏浆的迹象，则应停止灌浆，待凝24小时后复灌；
复灌时注入率逐渐减少，则应灌至正常结束；复灌时注入率仍很大，灌浆难于结束时，则重复以上步骤,再待凝后复灌至正常结束；
5、灌浆结束条件
在设计压力下，当注入率小于 1L /min时继续灌注30min，结束灌浆。
6、排水孔施工
排水孔孔距与排距为 2m × 2m ，孔深入岩 8m ，钻孔直径 76mm 。
K6+630～K+660段的隧道周边人工该槽，其尺寸为长 18500mm ×宽 100mm ×深 60mm 。每个槽打D76排水孔8个，孔深 8m ，孔内置D 50mm 长 7.5m 塑料排水盲管，孔口置D50mmPVC管( 0.5m /根)。
其工艺流程为划线→该槽→打孔→装盲管并固定。
槽位和排水孔位要选择在环向钢筋之间，布置在同一洞断面上，与固结灌浆孔相间布置。排水孔两端伸入隧道路面两侧的排水沟内。
用D100PVC管（管壁厚度 5mm ）分割成1/2管嵌入槽内并用膨胀钉固定，槽管之间的剩余空间用树脂胶封闭，封闭树脂胶之前要注封闭位置保持干燥，以达到密闭的效果，保证槽内的水不外渗。
7、安全保证
施工期间采用隧道内道路半幅施工，半幅通行方式进行钻孔灌浆施工。
①、施工现场设专职安全员，专人负责施工安全；
②、现场施工用电线路、电缆做到明线架空，做好防漏电措施；
③、在临空作业面，架设安全网，并在各安全重点部位设置相应安全警示标志；
④、对钢管架要随时检查，防止发生塌架造成人员受伤；
⑤、过往车辆较多、车速较快，施工地点两端设好锥型筒及限速标志牌等。
⑥、对灌浆洞段，施工时应做收敛和拱顶下沉观测，以便及时调整灌浆压力。
十、结语：
隧道防排水施工是关系到隧道能否有效保证安全运行和使用的关键工序。当发现隧道出现渗水时应详细调查和查看周边地质情况及施工记录，根据实际情况进行相应的渗水防治处理。
