浅谈隧道涌水事故分析与处理范文

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1.工程概况

（1）铜锣山隧道为双洞双线隧道，右线设计里程为YDK5+825～YDK11+458.373，全长5633m，采用明挖、钻爆及复合式TBM相结合的施工方案。考虑安全和工期要求，复合式TBM由进口端施工至YDK9+800处结束，不通过煤层及岩溶槽谷区；在YDK9+800处施做1#斜井作为TBM拆卸和运输的永久通道，1#斜井全长611m，并由此向大里程方向钻爆开挖；同时在YDK11+270处施做临时通道，并由此向小里程方向钻爆开挖，2#斜井全长345m。

（2）地勘概况：

1）不良地质：石膏岩层大约分布于里程YDK10+013～YDK10+038左右；涂山煤矿采空区位于里程YDK11+222～YDK11+235附近，岩溶预计存在于YDK9+690～YDK9+700、YDK10+775～YDK10+785、YDK10+025附近约5～10m、YDK9+600～YDK9+620、YDK10+815～YDK10+835、YDK10+000~YDK10+400段。

2）煤窑：隧址区规模较大的煤窑有三个：和尚窑煤矿、水冬瓜煤矿及涂山煤矿，年代久远，无法收集资料，口述资料汇总如下：和尚窑煤矿南距隧道50余米，煤窑洞口高程483m，分布于拟建隧道上约240m，洞内水量估约250t/d；水冬瓜煤矿在里程YDK9+300附近与隧道相交，洞口高程289.0m，煤窑位于拟建隧道以上50～80m，雨季水量可达200t/d左右；涂山煤矿洞口高程191.1m，雨季水量可达2500t/d左右。

3）碎屑岩类孔隙裂隙水主要含水层为三迭系的须家河组、珍珠冲组砂岩层。依据收集的水文钻孔资料，背斜东翼地下水以潜水为主，局部为承压水,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；碳酸盐岩裂隙溶洞水分布于隧道里程YDK9+610～YDK10+825地段。隧址区总体属于背斜储水构造。背斜核部碳酸盐岩含水层、两个厚层砂岩含水层，构成相互之间越流补给不甚明显的三个相对独立的储水构造单元。Ⅰ号储水构造单元：YDK10+825～YDK11+460.908，为非碳酸盐岩储水构造，接受大气降雨的补给；Ⅱ号储水构造单元：YDK10+825～YDK9+610，为测区主要岩溶含水岩组，地下岩溶水丰富，与东西两侧的Ⅰ、Ⅲ号储水构造单元基本没有水力联系；Ⅲ号储水构造单元：YDK9+610～YDK7+900，为非碳酸盐。

2.涌水事故过程

2012年7月19日上午6时，铜锣山隧道2#斜井主线右线YDK10+637掌子面进行地质超前探测施工。6：57分，当钻杆钻进6m深时，孔内有微量水流流出，并有逐渐增大趋势；7:18分，当钻杆钻进8m深时，孔内有水流继续加大，并有水压；7:33分，钻进深度10m时，水量增大，水压增大，钻机无法钻进。钻机无法钻进后，拔出钻杆，此时水头喷射距离约30cm~40cm，水流颜色为浑黄色，有泥沙，沉淀物较多；继续观察，8:30左右，水流喷射距离约2cm~2.5m，水流仍为浑黄色，无较大变化；9:50左右，水流喷射距离约3m，水流颜色浑浊物减少，有变浅黄色趋势；下午14:00左右，水流喷射距离达到约9m，水流颜色逐渐稳定，颜色深黄色，涌水量达到约600m3/h；15:00许，工人在抢先安装孔口管的过程中发现掌子面出现明显裂缝，水柱压力增大，涌水喷射距离达10m左右，涌水达到约700m3/h，水流此时趋于稳定。

3.应急措施

险情出现后，施工方立即通知监理单位、建设项目部、建设单位安全保卫部、监控中心、监测单位和大里程方向正在建设的上新街车站施工项目部，隧道进入警戒状态同时启动应急预案。采取了以下措施：

1）隧道进行警戒，专人值守，进行专人管理；

2）安排专人沿隧道边墙布置救生绳至掌子面，在隧道各加宽断面和横通道放置救生衣；

3）撤离隧洞内大型机械，保证逃生通道的畅通；

4）安排专人对掌子面和附近初支进行观察,确保险情扩大能及时上报；

5）安排专人对隧道内电路进行检查，进行电源管理，和电力局保持联系，预备相应的发电设备；

6）启用施工单位所有的抽排水设备，并请求建设项目部和安保部从其他项目部借调设备；

7）通报建设单位、设计单位、建立单位、施工单位事故应急小组名单，建立事故处理期间沟通机制；

8）召开专题会议，研究技术方案对掌子面和初支进行加固，防止掌子面被击溃。

4.处治方案及后期工作

结合超前钻孔和TSP预报结果，掌子面前方无大规模的溶腔，主要为溶隙或岩溶破碎带，拟采用全断面帷幕注浆结合径向顶水注浆或高压化学注浆的方法予以处理。各参建单位查勘现场后召开专题会议，提出了紧急措施以后的下一步工作初步思路，具体措施如下：

（1）在确保人员安全的前提下，首先施工止浆墙。从20号开始进行水管连接和架立模版支撑骨架的工作，预计21号下午开始浇筑砼，力争23号完成止浆墙的浇筑。

（2）由于掌子面后方已支护的25m范围内有股状水，按照设计要求需要采用径向注浆止水。目前由于掌子面前方水压很大，专家建议应立即进行径向注浆，起到止水、加固围岩的作用，且加固结束后方可进行下步工作。

（3）待掌子面后方已支护25m加固结束后，进行掌子面前方全断面注浆工作。注浆结束后，掌子面开挖支护要高度重视以下几点：

1）整个注浆段必须采用V级抗水压设计，以策运营安全和长治久安；

2）通过溶腔时必须检查注浆效果，并分析四周围岩级别划分，坚持强支护，特别是隧底注浆的方案，以确保运营长治久安；

（4）对周边地表进行巡查，防止地表塌陷造成建筑破坏。

5.经验总结

通过此次隧道涌水处理，我们发现在处置突发事件的不足，总结经验供大家研讨。具体如下：

（1）严格按施工方案进行施工。本隧道施工方案中明确：施工中每循环超前探孔为30m，在开挖24m后预留6m岩柱进入下一个循环。但在实际操作中，未严格按照施工方案进行施工。

（2）施工重视超前探测。查阅地勘资料显示，铜锣山隧道钻爆段工程地质、水文地质条件非常复杂，设计文件要求施工单位做好超前钻探及超前地质预报。但在施工中施工单位存在侥幸心理，对超前探测未引起足够重视。在隧道施工中，特别是地质、水文条件复杂的深埋隧道，应严格做好TSP、红外探测和超前钻孔等超前地质探测工作。

（3）相邻施工项目部间的联动机制。查阅地勘资料显示，铜锣山隧道最大涌水为8000m3/d，本次实际涌水为18000m3/d。铜锣山项目部储备设备抽排水能力为12000m3/d，造成了抽排水能力不足。通过对相邻施工项目部借调相关抽排水设备，达到及时对隧道内积水及时抽排。

（4）组织协调的重要性。在本次处突中，建设单位、设计单位、建立单位、施工单位等相关各方及时建立了应急指挥部，明确各方在应急救援的职责，通过联动协调机制对人员、设备、电力、物资、等进行统一调配；通过建立定期的信息交流机，使各项应急工作在启动应急预案后有条不紊的开展，从而保证人员安全、无二次事故发生。

作者：陈鑫城王振华单位：上海同是工程技术有限公司