淺談隧道涌水事故分析與處理范文

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1.工程概況

（1）銅鑼山隧道為雙洞雙線隧道，右線設計里程為YDK5+825～YDK11+458.373，全長5633m，采用明挖、鉆爆及復合式TBM相結合的施工方案。考慮安全和工期要求，復合式TBM由進口端施工至YDK9+800處結束，不通過煤層及巖溶槽谷區(qū)；在YDK9+800處施做1#斜井作為TBM拆卸和運輸?shù)挠谰猛ǖ溃?#斜井全長611m，并由此向大里程方向鉆爆開挖；同時在YDK11+270處施做臨時通道，并由此向小里程方向鉆爆開挖，2#斜井全長345m。

（2）地勘概況：

1）不良地質：石膏巖層大約分布于里程YDK10+013～YDK10+038左右；涂山煤礦采空區(qū)位于里程YDK11+222～YDK11+235附近，巖溶預計存在于YDK9+690～YDK9+700、YDK10+775～YDK10+785、YDK10+025附近約5～10m、YDK9+600～YDK9+620、YDK10+815～YDK10+835、YDK10+000~YDK10+400段。

2）煤窯：隧址區(qū)規(guī)模較大的煤窯有三個：和尚窯煤礦、水冬瓜煤礦及涂山煤礦，年代久遠，無法收集資料，口述資料匯總如下：和尚窯煤礦南距隧道50余米，煤窯洞口高程483m，分布于擬建隧道上約240m，洞內水量估約250t/d；水冬瓜煤礦在里程YDK9+300附近與隧道相交，洞口高程289.0m，煤窯位于擬建隧道以上50～80m，雨季水量可達200t/d左右；涂山煤礦洞口高程191.1m，雨季水量可達2500t/d左右。

3）碎屑巖類孔隙裂隙水主要含水層為三迭系的須家河組、珍珠沖組砂巖層。依據(jù)收集的水文鉆孔資料，背斜東翼地下水以潛水為主，局部為承壓水,其地下水可高出地面，分布于隧道里程YDK8+500～YDK9+510及YDK10+860～YDK11+400地段；碳酸鹽巖裂隙溶洞水分布于隧道里程YDK9+610～YDK10+825地段。隧址區(qū)總體屬于背斜儲水構造。背斜核部碳酸鹽巖含水層、兩個厚層砂巖含水層，構成相互之間越流補給不甚明顯的三個相對獨立的儲水構造單元。Ⅰ號儲水構造單元：YDK10+825～YDK11+460.908，為非碳酸鹽巖儲水構造，接受大氣降雨的補給；Ⅱ號儲水構造單元：YDK10+825～YDK9+610，為測區(qū)主要巖溶含水巖組，地下巖溶水豐富，與東西兩側的Ⅰ、Ⅲ號儲水構造單元基本沒有水力聯(lián)系；Ⅲ號儲水構造單元：YDK9+610～YDK7+900，為非碳酸鹽。

2.涌水事故過程

2012年7月19日上午6時，銅鑼山隧道2#斜井主線右線YDK10+637掌子面進行地質超前探測施工。6：57分，當鉆桿鉆進6m深時，孔內有微量水流流出，并有逐漸增大趨勢；7:18分，當鉆桿鉆進8m深時，孔內有水流繼續(xù)加大，并有水壓；7:33分，鉆進深度10m時，水量增大，水壓增大，鉆機無法鉆進。鉆機無法鉆進后，拔出鉆桿，此時水頭噴射距離約30cm~40cm，水流顏色為渾黃色，有泥沙，沉淀物較多；繼續(xù)觀察，8:30左右，水流噴射距離約2cm~2.5m，水流仍為渾黃色，無較大變化；9:50左右，水流噴射距離約3m，水流顏色渾濁物減少，有變淺黃色趨勢；下午14:00左右，水流噴射距離達到約9m，水流顏色逐漸穩(wěn)定，顏色深黃色，涌水量達到約600m3/h；15:00許，工人在搶先安裝孔口管的過程中發(fā)現(xiàn)掌子面出現(xiàn)明顯裂縫，水柱壓力增大，涌水噴射距離達10m左右，涌水達到約700m3/h，水流此時趨于穩(wěn)定。

3.應急措施

險情出現(xiàn)后，施工方立即通知監(jiān)理單位、建設項目部、建設單位安全保衛(wèi)部、監(jiān)控中心、監(jiān)測單位和大里程方向正在建設的上新街車站施工項目部，隧道進入警戒狀態(tài)同時啟動應急預案。采取了以下措施：

1）隧道進行警戒，專人值守，進行專人管理；

2）安排專人沿隧道邊墻布置救生繩至掌子面，在隧道各加寬斷面和橫通道放置救生衣；

3）撤離隧洞內大型機械，保證逃生通道的暢通；

4）安排專人對掌子面和附近初支進行觀察,確保險情擴大能及時上報；

5）安排專人對隧道內電路進行檢查，進行電源管理，和電力局保持聯(lián)系，預備相應的發(fā)電設備；

6）啟用施工單位所有的抽排水設備，并請求建設項目部和安保部從其他項目部借調設備；

7）通報建設單位、設計單位、建立單位、施工單位事故應急小組名單，建立事故處理期間溝通機制；

8）召開專題會議，研究技術方案對掌子面和初支進行加固，防止掌子面被擊潰。

4.處治方案及后期工作

結合超前鉆孔和TSP預報結果，掌子面前方無大規(guī)模的溶腔，主要為溶隙或巖溶破碎帶，擬采用全斷面帷幕注漿結合徑向頂水注漿或高壓化學注漿的方法予以處理。各參建單位查勘現(xiàn)場后召開專題會議，提出了緊急措施以后的下一步工作初步思路，具體措施如下：

（1）在確保人員安全的前提下，首先施工止?jié){墻。從20號開始進行水管連接和架立模版支撐骨架的工作，預計21號下午開始澆筑砼，力爭23號完成止?jié){墻的澆筑。

（2）由于掌子面后方已支護的25m范圍內有股狀水，按照設計要求需要采用徑向注漿止水。目前由于掌子面前方水壓很大，專家建議應立即進行徑向注漿，起到止水、加固圍巖的作用，且加固結束后方可進行下步工作。

（3）待掌子面后方已支護25m加固結束后，進行掌子面前方全斷面注漿工作。注漿結束后，掌子面開挖支護要高度重視以下幾點：

1）整個注漿段必須采用V級抗水壓設計，以策運營安全和長治久安；

2）通過溶腔時必須檢查注漿效果，并分析四周圍巖級別劃分，堅持強支護，特別是隧底注漿的方案，以確保運營長治久安；

（4）對周邊地表進行巡查，防止地表塌陷造成建筑破壞。

5.經(jīng)驗總結

通過此次隧道涌水處理，我們發(fā)現(xiàn)在處置突發(fā)事件的不足，總結經(jīng)驗供大家研討。具體如下：

（1）嚴格按施工方案進行施工。本隧道施工方案中明確：施工中每循環(huán)超前探孔為30m，在開挖24m后預留6m巖柱進入下一個循環(huán)。但在實際操作中，未嚴格按照施工方案進行施工。

（2）施工重視超前探測。查閱地勘資料顯示，銅鑼山隧道鉆爆段工程地質、水文地質條件非常復雜，設計文件要求施工單位做好超前鉆探及超前地質預報。但在施工中施工單位存在僥幸心理，對超前探測未引起足夠重視。在隧道施工中，特別是地質、水文條件復雜的深埋隧道，應嚴格做好TSP、紅外探測和超前鉆孔等超前地質探測工作。

（3）相鄰施工項目部間的聯(lián)動機制。查閱地勘資料顯示，銅鑼山隧道最大涌水為8000m3/d，本次實際涌水為18000m3/d。銅鑼山項目部儲備設備抽排水能力為12000m3/d，造成了抽排水能力不足。通過對相鄰施工項目部借調相關抽排水設備，達到及時對隧道內積水及時抽排。

（4）組織協(xié)調的重要性。在本次處突中，建設單位、設計單位、建立單位、施工單位等相關各方及時建立了應急指揮部，明確各方在應急救援的職責，通過聯(lián)動協(xié)調機制對人員、設備、電力、物資、等進行統(tǒng)一調配；通過建立定期的信息交流機，使各項應急工作在啟動應急預案后有條不紊的開展，從而保證人員安全、無二次事故發(fā)生。

作者：陳鑫城王振華單位：上海同是工程技術有限公司