1. 工程概况
涌砂隧道工程地质条件差, 地下水富集, 考虑静水压力影响, 采用每10m预留排水孔的对该段隧道周边地下水进行限量排放。该位置处右洞右边沟排水孔自运营以来一直有地下水排出, 运营一年后, 该位置排水孔排水量突然增大, 水质混浊, 并携带大量泥沙喷射至轨行区, 影响运行;几天后再次出现泥沙喷涌, 导致列车停运, 经抢险后, 恢复运行, 但泥沙喷涌的潜在威胁仍未排除。
2. 现场测试及工作布置
通过调查涌砂位置的岩土工程资料, 施工日志、竣工检测报告等资料, 涌砂处于断层破碎带范围内, 施工过程中, 有地下水从底部冒出。根据调查资料及涌砂位置排水孔排水、涌砂的特点, 确定探测范围为右线里程ZDK2+250~ZDK2+400段, 采用地质雷达连续扫描法, SIR30E地质雷达探测系统, 270M、900屏蔽天线。布置6条测线, 2条测线位于道床上, 测试天线为270M;另在右线道床以上1.3m位置左右边墙各布置1条测线, 分别采用270M天线和900M天线进行测试。
3. 测试成果
左边墙测线270M天线测线成果图反映测线位置层状结构明显, 具有连续性, 在雷达图像反映有1个异常体。水平距离40m-60m, 深度0.8~1m有强反射界面, 推测该位置衬砌结构背后岩体内地下水富集, 在该位置深度3m位置有1个强反射体, 推测该位置岩体破碎, 裂隙密集, 裂隙内富集地下水。右轨道测线270M天线测线反映测线位置层状结构明显, 具有连续性, 有1个异常体。水平距离70m~105m, 深度1.7~2m有强反射界面, 推测该位置仰拱结构下部岩体内地下水富集, 在该位置深度3~4m位置有1高亮强反射体, 推测该位置岩体破碎, 裂隙密集, 裂隙内富集地下水。右轨道270M天线测线位置层状结构明显, 具有连续性, 有两段异常体。右边墙270M天线测线位置层状结构明显, 具有连续性, 有1个异常体。水平距离30m-65m, 深度0.8~1.1m有强反射界面, 推测该位置衬砌结构背后岩体内地下水富集, 在该位置深度3~4m位置有1强反射体, 推测该位置岩体破碎, 裂隙密集, 裂隙内富集地下水。左右边墙900M天线测线反映测线位置混凝土内部均匀性好, 无明显的空洞异常。
4. 探测结论
右线6条地质雷达扫描测线, 测试表明:
ZDK2+250~ZDK2+400左边墙混凝土内部无明显的空洞异常, 里程ZDK2+360~ZDK2+340深度0.8~1m有强反射界面, 推测地下水富集, 在该位置深度3m位置有1强反射体, 推测该位置岩体破碎, 裂隙密集, 裂隙内富集地下水。ZDK2+250~ZDK2+400右边墙混凝土内部无明显的空洞异常, 有强反射界面, 推测该位置衬砌结构背后岩体内地下水富集, 在该位置深度3~4m位置有1强反射体, 推测该位置岩体破碎, 裂隙密集, 裂隙内富集地下水。ZDK2+250~ZDK2+400段仰拱层状结构明显, ZDK2+250~ZDK2+294段, 深度1.7~2m处有强反射界面, 推测该位置仰拱结构下部岩体内地下水富集, 深度3~4m位置有1高亮强反射体, 推测该位置岩体破碎, 裂隙密集, 裂隙内富集地下水。受衬砌体结构背后水体影响, 地质雷达测线未发现衬砌背后有明显的裂隙、空洞等疏空区异常。
5. 关于某隧道涌泥的初步分析说明
经查勘察资料, 该处围岩级别为V级, 石灰岩, 属断层破碎带, 裂隙发育, 隙间有泥质物充填。涌泥现象表明, 隧道衬砌外围岩中的地下水通道已经与隧道内部排水通道贯通, 围岩中的岩溶水在向隧道运移途中, 冲刷并携带围岩裂隙间的泥沙进入隧道, 由于该通道存在宽度变化和曲折, 泥沙将沉淀于狭窄、低洼处, 使水流受阻, 加剧泥沙淤积, 过水量减小, 进而导致隧道外水头增高、积水量增大, 当达到一定程度后, 沉积的泥沙不足以抵挡水压后, 积水就冲散并携带泥沙涌入洞内, 由于压力大而形成喷涌。原因分析:肉眼观察, 未发现二衬有裂缝、破损现象;从涌出的固体物质为粘粒和砂粒看, 不属于与围岩同性质的石灰岩碎渣, 涌出物质应为围岩中的裂隙、溶隙充填物, 初步可以判定, 围岩未出现破碎;从涌泥的现象看, 位于排水盲管与围岩间的初支已经不能阻挡泥沙进入, 表明初支目前可能已经破损或有较大缝隙或破洞现象;结合施工时该处曾经出现的涌水情况分析, 初步判定为施工时对该处的渗水点封闭措施已经失效并极可能为本次洞内涌泥的围岩中的最大和主要通道;隧道内其它各处泄水孔虽然水量大小不一, 部分尚有水质浑浊现象, 但含砂量均较小, 也不排除衬砌后存在不密实或空洞现象。处置措施建议:在ZDK2+330附近一定范围内的泄水孔处设置盖板, 防止再次出现喷涌;核查围岩情况, 重点核查ZDK2+330处施工渗水点情况, 找出尽可能准确的涌水点;采取对衬砌后的围岩注浆措施, 减小围岩渗透性、渗水量;全面核查该隧道段二衬后的空洞 (或不密实) 情况, 进行二次注浆充实;进一步核查二衬结构现状, 如有裂隙, 及时修补封闭。
摘要：某轨道交通隧道深埋段ZDK2+330位置处排水孔突发涌砂事故, 隧道右洞里程ZDK2+330位置两侧一定范围内隧道衬砌体及背后可能存在疏空区、裂隙、空洞, 采用地质雷达连续扫描法进行测试, 采用SIR30E地质雷达探测系统, 天线采用270M、900屏蔽天线。从地质角度调查和分析涌砂现象及其成因, 为排水孔涌砂应急处治提供可供参考的处置措施。
关键词：隧道排水孔,涌砂,衬砌,地质雷达探测,地下水
参考文献
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