研究生试卷2012 年—2013年度第2 学期评分：________________________课程名称：土木工程灾害及防治专业：桥梁与隧道工程年级：2012级教师姓名：韦良文研究生姓名：肖刚学号：2120086054注意事项1.答题必须写清题号；2.字迹要清楚，保持卷面清洁；3.试题随试卷交回；4.考题课俺百分制评分，考查课可按五级分制评分；5.阅完卷后，授课教师一周内讲成绩在网上登记并打印签名后，送研究生部备案；6.试题、试卷请授课教师保留三年被查。

浅谈隧道水害及其治理措施摘要:随着我国国民经济飞速发展的需要，我国目前已建或正在快速发展地下空间及隧道。

随着大量地下空间的修建及投入使用，水--生命之源，对隧道及地下空间而言可以算得上是万恶之源。

特别是在隧道修建过程中，如遇水害事故将对社会及环境产生不可估量的损失，所以研究隧道水害产生原因及治理措施显得非常必要。

关键词：隧道水害水害原因水害机理治理措施引言随着交通运输行业的发展，隧道尤其是公路隧道以及城市地下空间的建设速度也是随之加快。

可是由于隧道工程不同于其他建筑，隧道是修建在地下或者岩层中，特别是深埋隧道，而往往这些地方是地下水较为富足的区域，一旦施工即有可能遇到隧道施工中常见的水害问题，即隧道涌水、渗水等。

水，对于人类而言，是生命之源。

但是水对于隧道工程来说却是万害之源。

在施工期间．由于涌水导致施工机具乃至坑道被埋，给施工带来极大的困难。

运营中的隧道，因为稀水、涌水导致衬砌裂损，隧底吊空．铺底或仰拱破碎，道床翻浆冒泥；寒冷地区的隧道，因稀水冻融以致衬砌损坏，结冰侵限，危及行车安全；岩溶发育地区的隧道．因大量涌水、涌泥淹埋线路，中断运输。

而且，长大越岭隧道，一般水量较大，危害也甚。

水害概念及其产生的原因隧道水害，顾名思义，就是指由于水而引发隧道灾害等一系列问题。

为了能是隧道施工安全进行，我们很有必要对隧道水害进行分析，通过对隧道水害发生的机理分析以获取预防及处治水害的措施。

隧道涌水，通常就是隧道水害的主要问题。

对于隧道为什么会涌水以及涌水是如何发生的？通过搜集大量研究资料我们发现，从地质条件上来说有以下两方面的原因：（1）充足的水源。

充足的水源是造成隧道工程突水的前提条件。

水源包括含水层、江河、溶洞和采空区积水、洪水倒灌水、富水优势断裂；（2）顺畅的和足够大的通道。

通道主要是断裂，断裂包括原生断裂、活化断裂和后生断裂。

断裂的富水性、导水性受断裂的时间性、断裂的规模及空间结构、断裂力学性质、断裂两盘的岩性、施工对断裂的扰动程度等因素的综合影响。

隧道施工过程中，有时会直接揭露含水层。

此时，如果地下水位事先没被疏降或含水层中水没有事先得到探放，发生突水事故就在所难免。

水害产生的机理机理研究发现隐蔽型导水构造是突水发生的一个重要地段，主要包括隐伏断层、局部构造破碎带、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞等，地下水环境及其演化是突水发生的主要模式，大量学者对煤层底板隔水层的地质构造和岩石力学结构、采矿扰动破坏机理、水岩相互作用机理及它们之间相互关系进行了研究，提出了一些如煤层底板隔水层防高压水侵入和突出机理及分析方法。

至于隧道渗水原因主要是设计方面和施工方面的原因，我们将不做详细阐述。

水害预防及治理措施明白隧道涌水发生的条件以及机理后我们便可以试图采取相应措施减少隧道涌水事故的发生。

关于隧道涌水事故预防可以在两个阶段采取措施，即施工阶段和运营阶段。

在施工阶段，减少隧道涌水事故的发生，我们可以采取如今较为成熟的地质预报技术。

如采用超前地质预报、地质雷达遥感水文地质学、同位素水文地质学、水文地球化学、放射性水文地质方法、含水介质渗透张量分析方法、地下水动态频谱时序分析方法、地下水运动的数值模拟方法、水工物探技术水文红外测试技术等。

当使用这些技术发现掌子面前方有异常情况时便可以提前做好准备，采取相关措施，如注浆亦或其他方案处理还未遇到的水。

如若是在施工阶段遇到了涌水事故，则因按以堵为主以排为辅的原则进行补救。

在运营阶段防止水害事故发生的手段主要还是采取设置防排水体系来达到防止在隧道运营阶段出现渗水等问题。

对于在施工阶段，由于施工不善造成隧道涌水我们又该如何处治呢？如若在施工阶段遇上了隧道涌水问题，我们采取的措施是：（1）首先我们应该做的是找到涌水源头，不要胡乱采取措施。

只有准确找到涌水源头我们才能进一步采取措施处理涌水事故。

在准确定位涌水源头以后，我们便要确定前方水源的水量，如若能确定是小型溶洞类储水的话我们大可采取排的方式解决。

但是要是前方涌水源头储水量过大或者是暗河类的话我们就只能采取堵的方式。

此时切莫采取以排为主的措施。

在施工经验很少时我们往往采用这种排水方式，但是过后往往会引起一些地质问题如地面塌陷等。

这些年来隧道工程界进行了多方面的试验研究，对岩溶隧道涌水的治理原则和方法，有了重新认识和新的想法，而且研究了新的技术，即以堵为主，适当辅以截排措施的治水原则，在措施上采用预注浆技术封堵岩溶水。

目前“以堵为主”的涌水处理方法一般有4个基本步骤：超前预报、预注浆堵水、强支护、短台阶开挖。

预注浆封堵这项技术已在多个岩溶极为发育，涌水量很大的新建隧道中应用，取得了较好的效果。

云南大理老青山隧道采用了预注浆堵水处理，注浆前涌水量达8．57m ／h ，注浆后检查孔出水量只有1．8m／h，恢复了施工，而且效果较好。

又如成渝高速的缙云山隧道也采用了以堵为主的处理原则，开挖前对可能涌水的部位进行了预注浆处理，开挖时未出水，达到了注浆效果。

（2）强化超前地质预报超前地质预报是地质复杂地段确保施工安全的重要措施。

隧道突水大多发生在岩溶、断层、地层不整合接触带、岩浆岩与沉积岩侵入接触带的沉积岩侧。

除周围为完整岩体的岩溶外，上述地段在工程地质上都有相应的前兆特征(如节理密集程度的渐进变化、渗水量的逐渐变化、沉积岩与岩浆岩的熔融胶结等)；断层破碎带、地层不整合接触带岩体的物性及物理力学性质都有较明显的差异，周围为完整岩体的充水岩溶、大的构造裂隙其电阻率、介电常数会发生突变。

针对上述富水区域介质的物性差异特征采用针对性的物探探测方法(如针对岩溶的地质雷达、高密度电法探测；针对断层破碎带的TSP、地质雷达探测等)，并结合工程地质前兆分析，可大大提高超前地质预报的准确性，及时预测突水风险，为隧道突水的超前防治提供可靠的地质信息。

（3）钻孔及孔口管防突地质钻机在钻进过程中，如果揭穿高压含水层，钻杆在高压水作用下可能被推出从而出现大的突水或钻杆与孔壁周围突水，这除对施工安全的造成较大的威胁外，如果封堵不及时还会产生大量的涌水。

因此在高压、富水区施做水平钻或其他探孔作业时，应设置钻孔防突装置，防止类似事件的发生。

（4）加强监控量测及信息反馈工作施工过程中应对工作面地质探孔、主要出水炮眼涌水量变化、水压大小、泥砂含量等进行监测，对围岩及支护结构的应力、变形进行监测。

在地表建筑密集、施工涌水可能诱发地表变形的区域还应加强地表沉降监测。

利用上述监测资料可对施工前方涌水情况，注浆堵水过程中围岩及支护结构的受力状态、稳定情况，隧道涌水对地表建筑的影响程度、发展情况等进行综合分析和判断。

在运营阶段时遇到水害问题，即主要为渗水漏水问题，我们采取整治的方法归纳起来就是：防、截、堵、排相结合，因地制宜，综合整治，使之既能自成体系，又能相互配合。

其常用的基本方法是：（1）加强地表地下水的疏排○1对地表水丰富的浅埋隧道，当地表沟谷坑硅积水、渗水对隧道有影响时，用疏导积水、填平沟各、砌沟排水等措施，使洞顶地表形成良好的捧水系统，不使洞顶的地表水流入或渗入隧道洞口仰坡设截水沟和排水沟，并保持良好状态。

○2对地下水丰富，隧道内无排水沟或排水沟深度不足而导致隧底积水的，应增设水沟，将单棚掏改为双沟，加深棚沟或采取设置密井暗管加深水沟等措施。

（2）注浆堵水注浆堵水、加固软弱围岩是隧道通过高水压、富水溶洞、断层等区段的重要施工措施，是减少隧道涌水量，提高围岩强度，保护地表环境的有效措施。

隧道涌水区段宜采用渐进式综合注浆技术，即采用全断面注浆堵住大水，再采用径向注浆、局部注浆、补充注浆及回填注浆堵住小水，达到设计要求的防排水标准（3）增设内防水层新建隧道衬砌防水一般采用防水混凝土或外贴式防水层。

由于认为灌注防水混凝土不易达到要求而较少采用，因此绝大部分隧道防水采用外贴式防水层。

然而运营隧道发生水害，增设外贴式防水层几乎不可能，因此通常增设内防水层。

内防水层虽然不能阻止水流进衬砌内，但可阻止水流进人隧道内。

当水停止在衬砌内流动，衬砌内的孔洞可能因碳酸钙沉积而有一定程度的愈合。

最后，隧道涌水的发生与该区域的地形、地貌、水系及地质条件等有十分密切的联系。

地表有集中水体或较好汇水条件的岩溶、断层、地层不整合接触带、岩浆岩与沉积岩侵入接触带的沉积岩侧发生涌水的可能性很大，施工应引起重视。

隧道涌水的控制首先应针对地层及地质构造的特点，采用适宜的物探手段和工程地质分析相结合的超前地质预报方法探明施工前方的地质情况并以此为基础采用切实可行的注浆堵水技术；此外，高压、富水区探孔及注浆钻孔施作过程中发生突水的可能性也很大，应采用适宜的钻孔及孔口管防突措施。

本文的撰写是在搜集大量文献的基础上写下的，这篇文章能给今后工作有一定的帮助。

在今后的工作中只要按照理论联系实际的态度处理隧道施工中遇到的水害事故，我相信一切都可以解决的。

最后感谢韦老师课堂上讲的一些有用的知识，您这学期讲的工程安全知识我想我可以受用终身！结论隧道作为经济快速发展的一个产物，对于解决我们生活拥堵的交通及提高运输效率有着极大的益处。

然而，由于种种原因导致我们在隧道修建和隧道运营期间产生隧道水害事故，往往一旦发生水害事故对社会及环境又会造成极大的损失，所以希望我们今后在施工及运营过程中注意一些基本问题，懂得水害产生机理及防治措施，将其对生活生产的影响降到最低，希望本文对今后工作有一定借鉴意义。

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