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[摘要]通过对现有工程隧道涌突水问题的统计分析，结合已有的隧道涌突水资料及隧道水文地质研究理论，总结了裂隙岩体隧道涌突水规律；在此基础上，针对裂隙岩体隧道涌突水的复杂性，对每种类型的裂隙岩体隧道涌突水结合已有的工程处治措施建立了一套科学实用的处治技术。
[关键词]裂隙岩体隧道 涌突水 规律 处治
[中图分类号] K928.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-83-1
1引言
近十几年我国修建了大量的隧道，由于山区所处的特殊的区域地质环境，频发的工程灾害是影响隧道工程施工、运营的主要问题。
在隧道建设中，各种各样的难题接踵而至，塌方、岩爆、大变形、涌突水等。而隧道涌突水，容易造成隧道施工中断、停止，甚至在隧道支护或者运营之后引起隧道的破坏，造成较大的经济损失。本文根据已有的涌突水资料，进行裂隙岩体隧道涌突水规律及处治措施研究。通过此项研究，在涌突水防治方面，不但能够确保隧道的施工的顺利进行和运营的长期安全，还可以推动隧道涌突水和水文地质条件基础理论研究，具有显著的社会效益和科学意义。
2隧道涌突水概况
隧道涌突水问题，不仅造成给隧道施工带来很大的影响，甚至在隧道建成投入使用后对隧道的保通性和安全性有着决定性的作用。襄渝铁路中梁山隧道于1971年1月动工，10月开始见水井干枯，水位下降。据调查，华蓥山隧道ZK32+927（左线）[1]，97年8月突水量达14400m3/d，涌泥砂463m3；大巴山隧道K12+200m段穿越源滩-莲花池大断裂时，裂隙极其发育，裂隙张开度最大可达15cm，初期的最大涌水量接近1000m3/h，最终稳定涌水量约200～220m3/h[2]。
基岩隧道占隧道建设的大多数。众所周知，基岩中以裂隙水为主，研究隧道裂隙岩体隧道涌突水有着重大意义！2008年开始施工建设的西藏嘎隆拉隧道，围岩主要为弱风化、微风化黑云母变粒岩，黑云母花岗岩，黑云母石英片岩，裂隙发育。施工过程中，地下水自拱墙片状出露，09年10月20日13时，掌子面右下侧两个掏槽眼钻进深度约2m深时，该孔突发涌水，地下水将钻杆自孔内冲出，流速较大，水平直射距离达3～5m，估计水压可达2MPa，涌水量最高约300～400m3/h。最后在掌子面做泄水孔，并使用抽水泵对集水进行排抽，隧道内集水情况得到了控制和缓解，最终该隧道在2010年竣工通车[3][4]。
3裂隙岩体隧道涌突水规律
本文在分析了西藏嘎隆拉隧道、达陕高速公路大巴山隧道、狮子寨隧道等以及雪峰山隧道等多条典型隧道涌突水案例的基础上，总结了裂隙岩体隧道涌突水的以下特征及规律：
（1）裂隙岩体隧道涌突水发生几率高，存在裂隙，断层等导水通道，就很有可能发生涌水，一旦发生了大规模的涌水，不仅会影响工程施工的正常进行，甚至引起地表水和浅层地下水资源枯竭，地面塌陷等一系列的环境效应。
（2）裂隙岩体隧道涌突水的形成，与裂隙的发育状态有紧密的关系。特别是裂隙产状与隧道洞身的关系，裂隙分布状态，裂隙组合状态等。
（3）裂隙岩体隧道涌突水的涌突水量，根据不同的隧道和地质条件，变化幅度很大。但其涌突水的总量比其他类型的地下水涌突小。裂隙与地表水是否联通影响裂隙水是否涌突以及涌突水量的大小，降雨、地表水在一定程度上影响了裂隙水的涌突。
（4）裂隙岩体隧道涌突水主要有以下类型：开挖引起直接涌突、裂隙水力劈列引起涌突、裂隙水引起裂隙充填物溶蚀导致涌突、关键围岩块体失稳引起的裂隙岩体隧道涌突水。
（5）裂隙岩体隧道涌突水时，所夹带的固体颗粒较少，发生突泥的可能性较小，部分涌突水含有岩石碎块及碎屑。裂隙水使岩体及其裂隙的摩擦系数、粘结力减小，降低了岩体裂隙间的有效正应力，使裂隙的抗剪强度有所降低，故裂隙水的涌突容易造成围岩稳定性降低，加大围岩失稳破坏的可能性。
4裂隙岩体隧道涌突水处治
裂隙岩体隧道涌突水处治，国内外主要采取以下原则：首先是重视疏导。第二是堵排结合。然后根据隧道所处的工程地质和水文地质条件及周围环境条件，采取多种方法进行综合治理。总体上隧道防排水应遵循“放、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理，洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。
针对上述研究的得出的公路隧道裂隙岩体隧道涌突水机制，拟采用一下几种措施进行裂隙岩体隧道涌突水处治：
（1）对于揭露含水层或水流路径造成的直接型涌突水，在隧道围岩稳定的情况下，宜对出水点进行注浆，通过充填基岩裂隙，使得；裂隙闭合或充满充填物，以隔断水源、封闭水流路径来防止裂隙岩体隧道涌突水。
（2）对于裂隙水渗透力较大，使得隧道围岩变形或破坏的涌突水情况，宜采用喷锚支护对围岩进行加固，对于锚杆采用带孔空心锚杆，在自由段设孔，使裂隙水从锚杆杆体的孔中进入空心锚杆并排出围岩，在洞壁出设横向导流管，将各锚段端部链接起来，最后在洞底设纵向排水管道，链接各横向导流管，从而让地下水排出隧道。
（3）在衬砌内设隔水层是隧道涌突水防止的最后一道屏障，对于出现隧道涌突水的隧道，均应设隔水层以保证隧道的安全，特别对于隧道中出水点较多且出水量不大的裂隙岩体隧道涌突水，宜在衬砌内设隔水层，封闭地下水水流路径，防止涌突水。
5结论及建议
裂隙岩体隧道涌突水易发，情况复杂，难处理。对于裂隙岩体隧道涌突水，首先要根据地质条件及涌突水现状确定其涌突水类型及特征；其次分析其涌突机制，预测、计算涌水量，最后根据不同的机制提出相应的处治措施。
参考文献
[1]陈绍林，李茂竹，陈忠恕，等.四川广（安）-渝（重庆）高速公路华蓥山隧道岩溶突水的研究与整治[J].岩石力学与工程学报，2002，21（9）：1344-1349.
[2]陈伟君.雅泸高速公路泥巴山隧道及断层涌突水预测研究[D].西南交通大学，2009.
[3]王剑亮.西藏嘎隆拉隧道涌突水研究[J].北京：中国铁道科学研究院，2010.
[4]Su Q，Zhu Y，Chen G，et al.Major Advances of Science，Technology and Engineering in China in 2010[J].科技导报，2011，29：03.
[关键词]裂隙岩体隧道 涌突水 规律 处治
[中图分类号] K928.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-83-1
1引言
近十几年我国修建了大量的隧道，由于山区所处的特殊的区域地质环境，频发的工程灾害是影响隧道工程施工、运营的主要问题。
在隧道建设中，各种各样的难题接踵而至，塌方、岩爆、大变形、涌突水等。而隧道涌突水，容易造成隧道施工中断、停止，甚至在隧道支护或者运营之后引起隧道的破坏，造成较大的经济损失。本文根据已有的涌突水资料，进行裂隙岩体隧道涌突水规律及处治措施研究。通过此项研究，在涌突水防治方面，不但能够确保隧道的施工的顺利进行和运营的长期安全，还可以推动隧道涌突水和水文地质条件基础理论研究，具有显著的社会效益和科学意义。
2隧道涌突水概况
隧道涌突水问题，不仅造成给隧道施工带来很大的影响，甚至在隧道建成投入使用后对隧道的保通性和安全性有着决定性的作用。襄渝铁路中梁山隧道于1971年1月动工，10月开始见水井干枯，水位下降。据调查，华蓥山隧道ZK32+927（左线）[1]，97年8月突水量达14400m3/d，涌泥砂463m3；大巴山隧道K12+200m段穿越源滩-莲花池大断裂时，裂隙极其发育，裂隙张开度最大可达15cm，初期的最大涌水量接近1000m3/h，最终稳定涌水量约200～220m3/h[2]。
基岩隧道占隧道建设的大多数。众所周知，基岩中以裂隙水为主，研究隧道裂隙岩体隧道涌突水有着重大意义！2008年开始施工建设的西藏嘎隆拉隧道，围岩主要为弱风化、微风化黑云母变粒岩，黑云母花岗岩，黑云母石英片岩，裂隙发育。施工过程中，地下水自拱墙片状出露，09年10月20日13时，掌子面右下侧两个掏槽眼钻进深度约2m深时，该孔突发涌水，地下水将钻杆自孔内冲出，流速较大，水平直射距离达3～5m，估计水压可达2MPa，涌水量最高约300～400m3/h。最后在掌子面做泄水孔，并使用抽水泵对集水进行排抽，隧道内集水情况得到了控制和缓解，最终该隧道在2010年竣工通车[3][4]。
3裂隙岩体隧道涌突水规律
本文在分析了西藏嘎隆拉隧道、达陕高速公路大巴山隧道、狮子寨隧道等以及雪峰山隧道等多条典型隧道涌突水案例的基础上，总结了裂隙岩体隧道涌突水的以下特征及规律：
（1）裂隙岩体隧道涌突水发生几率高，存在裂隙，断层等导水通道，就很有可能发生涌水，一旦发生了大规模的涌水，不仅会影响工程施工的正常进行，甚至引起地表水和浅层地下水资源枯竭，地面塌陷等一系列的环境效应。
（2）裂隙岩体隧道涌突水的形成，与裂隙的发育状态有紧密的关系。特别是裂隙产状与隧道洞身的关系，裂隙分布状态，裂隙组合状态等。
（3）裂隙岩体隧道涌突水的涌突水量，根据不同的隧道和地质条件，变化幅度很大。但其涌突水的总量比其他类型的地下水涌突小。裂隙与地表水是否联通影响裂隙水是否涌突以及涌突水量的大小，降雨、地表水在一定程度上影响了裂隙水的涌突。
（4）裂隙岩体隧道涌突水主要有以下类型：开挖引起直接涌突、裂隙水力劈列引起涌突、裂隙水引起裂隙充填物溶蚀导致涌突、关键围岩块体失稳引起的裂隙岩体隧道涌突水。
（5）裂隙岩体隧道涌突水时，所夹带的固体颗粒较少，发生突泥的可能性较小，部分涌突水含有岩石碎块及碎屑。裂隙水使岩体及其裂隙的摩擦系数、粘结力减小，降低了岩体裂隙间的有效正应力，使裂隙的抗剪强度有所降低，故裂隙水的涌突容易造成围岩稳定性降低，加大围岩失稳破坏的可能性。
4裂隙岩体隧道涌突水处治
裂隙岩体隧道涌突水处治，国内外主要采取以下原则：首先是重视疏导。第二是堵排结合。然后根据隧道所处的工程地质和水文地质条件及周围环境条件，采取多种方法进行综合治理。总体上隧道防排水应遵循“放、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理，洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。
针对上述研究的得出的公路隧道裂隙岩体隧道涌突水机制，拟采用一下几种措施进行裂隙岩体隧道涌突水处治：
（1）对于揭露含水层或水流路径造成的直接型涌突水，在隧道围岩稳定的情况下，宜对出水点进行注浆，通过充填基岩裂隙，使得；裂隙闭合或充满充填物，以隔断水源、封闭水流路径来防止裂隙岩体隧道涌突水。
（2）对于裂隙水渗透力较大，使得隧道围岩变形或破坏的涌突水情况，宜采用喷锚支护对围岩进行加固，对于锚杆采用带孔空心锚杆，在自由段设孔，使裂隙水从锚杆杆体的孔中进入空心锚杆并排出围岩，在洞壁出设横向导流管，将各锚段端部链接起来，最后在洞底设纵向排水管道，链接各横向导流管，从而让地下水排出隧道。
（3）在衬砌内设隔水层是隧道涌突水防止的最后一道屏障，对于出现隧道涌突水的隧道，均应设隔水层以保证隧道的安全，特别对于隧道中出水点较多且出水量不大的裂隙岩体隧道涌突水，宜在衬砌内设隔水层，封闭地下水水流路径，防止涌突水。
5结论及建议
裂隙岩体隧道涌突水易发，情况复杂，难处理。对于裂隙岩体隧道涌突水，首先要根据地质条件及涌突水现状确定其涌突水类型及特征；其次分析其涌突机制，预测、计算涌水量，最后根据不同的机制提出相应的处治措施。
参考文献
[1]陈绍林，李茂竹，陈忠恕，等.四川广（安）-渝（重庆）高速公路华蓥山隧道岩溶突水的研究与整治[J].岩石力学与工程学报，2002，21（9）：1344-1349.
[2]陈伟君.雅泸高速公路泥巴山隧道及断层涌突水预测研究[D].西南交通大学，2009.
[3]王剑亮.西藏嘎隆拉隧道涌突水研究[J].北京：中国铁道科学研究院，2010.
[4]Su Q，Zhu Y，Chen G，et al.Major Advances of Science，Technology and Engineering in China in 2010[J].科技导报，2011，29：03.