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浅析隧道涌水原因及处理措施

摘要：本文结合某隧道涌水塌方段地质条件的调查、

前期勘察及开挖揭示资料，对隧道涌水的成因机制进行研

究。根据地下水运动规律，根据本隧道的涌水特征选择止水

法处理涌水。研究结果可为今后类似条件下隧道施工中的涌

水处理提供参考。

关键词：隧道、涌水、止水法

1、引言：

隧道工程是一项技术复杂涉及学科众多的学科，目前在

隧道施工过程中遇到的涌水地质灾害问题日趋突出，被勘察

设计部门列为隧道修建过程中必须首先考虑的重点问题之

一。并且目前我国的公路和铁路隧道众多，据统计至今修成

的公路隧道中约40%的隧道都存在着严重程度不等的渗透

水和涌水问题，影响了公路运行。尤其是在隧道的掘进过程

中，有时会遭遇到特别大的涌水或突发的涌水状况，不仅非

常影响工期，有时会造成人员的伤亡。解决这一问题的关键

之处在于，做好隧道修建过程中可能的涌水段的识别、涌水

原因的分析以及提出行之有效的治理措施。针对这一问题，

国内外的许多专家和学者都进行了长期的努力和研究，这也

成为了一项共同研究的重大课题。

2、形成原因：

隧道断层带发生涌水的原因与隧道开挖区的水文地质

环境有着密切的关系，例如隧道周边的水源补给条件、周边

围岩的存储条件、断层裂隙之间的联通条件等。

2.1补给水源

隧道开挖时发生涌水的首要条件是隧道周围的补给水

源较为充足，涌水的补给水源主要有以下几种：地表大气降

水、老窑水、古矿洞水、地下暗河水、溶洞内积水、断层水、

裂隙水。在以上补给水源中地表大气降水、老窑水、古矿洞

水、地下暗河水、溶洞内积水容易引发涌水，对隧道施工的

正常进行威胁最大；在隧道施工过程中断层水、裂隙水是涌

水最常见的补给水源。涌水不仅恶化作业环境，影响隧道的

正常施工，还会致使掌子面围岩强度和稳定性降低，增加施

工的难度。

2.2存储条件

断层段岩体受反复地质运动的影响，地质构造极为复

杂，受两边岩体挤压和多次竖向拉伸作用影响，岩石破碎，

透水能力强断，裂隙空间大，地下水在该区域运移通畅，储

存空间广泛。

贮存在断层裂隙中的地下水称为断层水，在隧道的掘进

施工中，经过的断层带，很大部分都会赋存数量不定的断层

水，所以，断层水在隧道施工中较为常见，一般情况下，断

层中存储的地下水量并不是很大，单纯的断层水对隧道施工

的影响不是很大，但是，当破碎断层作为隧道与地表水或地

下暗河的连通通道时，断层水得到源源不断的补充，就会以

涌水的形式出现，对隧道的施工和安全造成严重影响。

地下水在隧道断层中的存储形式有两部分构成，一种称

为静储量，即隧道开挖前，段层中长期赋存的地下水，但是，

当隧道开挖破坏断层构造面以后，地下水经过隧道临空面不

断的涌出，此时地表水体就会补给断层中的地下水，形成动

储量。如果断层水没有充足的补给水源时，在施工排水中静

储量将不断减少，直至断层水被全部疏干。在隧道开挖早期，

断层水以静储量为主，随着地下水的不断排出，动储量的比

例将逐渐增加。

2.3连通条件

隧道破碎断层段围岩的透水性强，作为隧道与地表水或

地下暗河的连通通道，使地下水得到源源不断的补充，为涌

水提供了通道。

涌水塌方段山体中断层带及其影响带内劈理、揉皱等次

级构造较发育，透水性强，并且山体内这些断层、相互交接，

部分互通并延伸于地表，通过断层裂隙与地表水和表层孔隙

水产生水力联系，而且向地下延伸极远，深于隧洞所在部位。

3、隧道施工涌水处处理措施

在涌水或渗水严重的围岩段，水的侵蚀对初期支护混凝

土具有腐蚀性，长时间作用会破坏初期支护的受力结构、影

响隧道使用寿命。地下水大量进入隧道排水系统，不仅会加

重隧道排水系统的负担更会使地下水位下降影响地表植被。

该隧道六级围岩位于F4破碎断层带，该断层地表为山

区低洼地形，形成了一个很大的汇水区，大气降雨及远山地

表水都可以汇集于此。下部为F4断层破碎带，围岩以黄褐

色奥陶系（Oz）的压碎岩，角砾岩、糜棱岩，断层泥为主，

强风化，节理、裂隙极发育，围岩极为松散破碎，整体稳定

性极差，渗水严重。地下水在断层裂隙中运移畅通无阻，隧

道掘进到该断层带时，洞内水量明显增大。涌水、突泥现在

频繁出现，严重地影响隧道结构的质量和施工的正常进行，

隧道掘进过程中暂停工不断。

目前在国内外隧洞施工中，涌水