五.隧道涌水事故應(yīng)急處理預(yù)案
(一)應(yīng)急事故或情況的識別
現(xiàn)場應(yīng)急事故分為突發(fā)大量涌水與突發(fā)大量涌水引起的隧道坍塌等。針對隧道開挖過程中突發(fā)的大量、多處、不確定的地下暗河、暗洞、山體水系的噴涌狀況與涌水造成的施工阻礙和破壞,
現(xiàn)場負責(zé)人員暫停現(xiàn)場施工,安排排水泵與排水管道,排出涌水,等待技術(shù)人員確定涌水流量和對施工的影響。突發(fā)大量涌水引起的隧道坍塌等,應(yīng)明確坍塌位置、有無人員被困、是否需要其它應(yīng)急救援物資設(shè)備。
(二)隧道涌水事故的處理措施
隧道內(nèi)涌水應(yīng)采取綜合治理與洞內(nèi)治理相結(jié)合的原則,一般情況下對洞內(nèi)涌水應(yīng)采取限量排放的辦法,對地表大的溶洞口、落水洞要進行封堵,以避免地表水和泥砂大量填充溶洞。采取工程措施如下:
方案一:當隧道開挖或地質(zhì)預(yù)報沒有發(fā)現(xiàn)明顯的溶洞管道,而開挖面又出現(xiàn)較大的涌水量(正洞掌子面涌水量>10m3/h,或單點出水量>3m3/h)時,采用帷幕注漿堵水。
1. 圍巖注漿固結(jié)堵水圈
通過向圍巖注漿,形成圍巖注漿固結(jié)堵水圈,減少其滲透系數(shù),以限制排水量。注漿方式采用超前帷幕注漿、后注漿和局部注漿三種;注漿方案任選其一,或幾種方式的結(jié)合。
(1)超前帷幕注漿:
當隧道開挖或地質(zhì)預(yù)報沒有發(fā)現(xiàn)明顯的溶洞管道,而開挖面又出現(xiàn)較大的涌水量時(單點出水量>3m3/h)采用帷幕注漿堵水。
1)注漿加固范圍:以堵水為目的的注漿加固圈范圍不宜少于開挖線以外5m。
2)注漿長度及止水盤的厚度:根據(jù)隧道的地質(zhì)條件和目前國產(chǎn)鉆機的性能,為保證注漿質(zhì)量,可采用三環(huán)(注漿長度分別為11、18、27m)注漿,開挖后留足5m厚的巖盤作為止水盤。對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段,止水盤的表面噴射15cm厚 C20 的混凝土加強。
3)注漿材料:注漿材料主要有普通水泥單液漿(簡稱C漿),普通水泥-水玻璃雙液漿(簡稱C-S漿)。可采用綜合注漿材料,并按照由粗到細、由單液到雙液、由高濃度到低濃度三個準則進行調(diào)整。采用C漿時,水灰比W/C=0.6~0.8;
采用C-S漿時,注漿參數(shù)(根據(jù)現(xiàn)場工藝試驗確定)如下:注漿終壓3.0~3.5 MPa,漿液擴散半徑1.0~1.5m,水泥漿濃度(水灰比)W/C=0.6~1.0,漿液初凝時間1~2min,水泥采用525號硅酸鹽水泥,水玻璃的濃度為35Be′,水泥與水玻璃的配合比(體積比)1:0.6~1:1。
4)鉆孔布置:注漿孔沿隧道周邊開挖輪廓線雙排布置,孔距30~50cm。
5)注漿壓力:注漿壓力以孔口壓力表顯示的值為準,通過注漿泵控制調(diào)節(jié)。一般注漿采用低壓力中液量注入,初壓為1.0~1.5MPa,注漿過程中壓力逐漸加大,流量逐漸減小,當壓力加至終壓3.0~3.5MPa后,持續(xù)壓注5min。
6)注漿檢查:注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔有無串漿現(xiàn)象,如有串漿現(xiàn)象,應(yīng)立即停止注漿,或采用間歇式注漿封堵串漿口。
7)注漿效果:采用鉆孔檢查法,結(jié)合開挖取樣分析法。根據(jù)注漿實施情況,選擇可能存在的薄弱部位進行鉆孔檢查,以檢查孔不涌泥、不涌水、不涌沙,當正洞掌子面涌水量≤0.72m3/h或單點出水量≤0.2m3/h時,可認為達到了注漿目的。
(2)開挖后全斷面徑向注漿(后注漿):
采取了超前地質(zhì)預(yù)報和預(yù)注漿堵水后,如在隧道開挖時仍然出現(xiàn)較大的滲漏水,則需要進行再注漿,注漿范圍正洞為開挖輪廓線外5m。
1)當有集中水流或巖溶管道出水時,首先要埋管將水流引出,降低地下水壓,然后用快凝混凝土將原有出水口或巖溶管道封堵。在離出水口一定距離處,對出水裂隙或管道鉆注漿孔,安裝注漿管,注入C-S漿液。
2)當開挖面滲漏面積和水量較大時,在滲漏處用鉆機鉆孔(孔深 3~10m,孔徑75mm),找出滲漏水的主要裂隙,由鉆孔引流,將面上的滲漏水變?yōu)辄c上的滲漏水。然后用凝膠時間1~3min的C-S漿進行低壓注漿,一般效果較好。
(3)局部注漿:
根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報探明的局部巖溶實際分布及開挖后地下水滲流狀態(tài)分別采用超前局部注漿或開挖后局部注漿。
采取此“圍巖注漿固結(jié)堵水圈”方案時,一般采用小導(dǎo)管(∮42熱扎無縫鋼管,長5~6m,在導(dǎo)管前端2~3m 范圍內(nèi),呈梅花型布置,鉆上直徑為 6~8mm小孔,孔間距15~20 cm,以便漿液擴散)注C-S漿液;成孔采用鑿巖鉆孔,用錨固劑封堵管端孔隙,防止冒漿。
2. 初期支護
初期支護由C20防腐蝕噴砼、φ22藥卷錨桿和18工字鋼架或格柵鋼架組成,其與注漿固圈共同組成限流體系,并保證施工期間洞室穩(wěn)定。
3. 防排水網(wǎng)格系統(tǒng)
防排水網(wǎng)格系統(tǒng)的主要功能是保證經(jīng)注漿堵水圈、初期支護滲出的地下水通暢排出,以避免對抗水壓襯砌產(chǎn)生過大水壓。
其主要措施有:在初期支護和二次襯砌之間設(shè)EVA防水板,背襯土工無紡布。在初期支護與二襯之間,防水板背后環(huán)向設(shè)φ50HDPE波紋管排水盲溝,在兩側(cè)襯砌邊墻腳處縱向設(shè)置φ50HDPE波紋管排水盲溝,且沿隧道兩側(cè)全長設(shè)置,縱環(huán)向排水盲溝相連,通過邊墻泄水孔將襯砌背后積水引入排水溝內(nèi)。
方案二: 在超前鉆探中遇涌水情況,且地下水無后續(xù)補給通道(如地下河)時,可在掘進工作面,鉆大直徑的排水孔,暢泄后可小進尺掘進,大的涌量則須待泄量穩(wěn)定后,采用它法。
(三)應(yīng)急處置
1. 施工過程中若發(fā)現(xiàn)較弱涌水現(xiàn)象,立即報告應(yīng)急組織領(lǐng)導(dǎo)同志,現(xiàn)場施工人員可根據(jù)現(xiàn)場實際情況迅速打隨機排水孔,安置塑料彈簧軟管進行排水(塑料彈簧排水管引入排水溝),釋放水壓力,并及時噴錨進行圍巖封閉。如果圍巖破碎,可在初噴砼結(jié)束后迅速安置鋼拱架,然后再進行復(fù)噴砼封閉圍巖,加強支護。
2. 施工過程中若發(fā)生高強壓力涌水現(xiàn)象,應(yīng)立即盡可能地撤離人員和機械設(shè)備,確保安全。及時向現(xiàn)場應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組匯報,根據(jù)實際情況迅速組織救護工作。準確記錄水量的流量、流速、水壓,采取有效措施進行控制。
3. 指揮與控制:
(1)觀測預(yù)警
由工程部技術(shù)人員和各施工組指定人員加強日常觀測,確保在第一時間確認涌水險情,提前發(fā)出預(yù)警提示。
1)與當?shù)貧庀笈_建立天氣服務(wù)聯(lián)系,根據(jù)天氣預(yù)報和降水量統(tǒng)計,加強隧道涌水觀測;
2)注意觀測隧道涌水流量及變化時間、流速、水壓及擴拱處有無滲涌水;
3) 觀測數(shù)據(jù)有變化時,及時向應(yīng)急指揮部匯報,以便組織施工搶險。
(2)施工報告
1)賦存高壓水段在開挖時,工人要身系安全帶,安全帶長度松緊適宜,如有涌水,應(yīng)立即停止施工回到安全地帶,并及時匯報;
2)破拱處發(fā)現(xiàn)有水從拱頂滲涌時,施工工人應(yīng)立即停止施工并回到安全地帶,并及時匯報;
3)賦存高壓水段要準備兩臺抽水機,保證不積水,水涌過急,抽不干時要向指揮部及時報告。
(3)安全撤離
當確認出現(xiàn)涌水時,由現(xiàn)場施工負責(zé)人立即電話通知應(yīng)急值班室,并組織所有現(xiàn)場施工人員將施工機械加以安置保護,洞內(nèi)施工人員由班組長帶隊全部撤離。被困施工人員來不及撤離的,應(yīng)選擇襯砌臺車等安全平臺進行自我保護,等待項目部組織救援。
(四)應(yīng)急管理
隧道分部按照項目部制定的應(yīng)急救援方案進行準備與核查工作,周期性對應(yīng)急方案與應(yīng)急物資設(shè)備進行檢查,對項目應(yīng)急救援小組電話經(jīng)常進行聯(lián)系確保聯(lián)系渠道暢通。嚴格執(zhí)行現(xiàn)場應(yīng)急管理制度,在第一時間控制現(xiàn)場,避免不確定人員騷擾現(xiàn)場,影響現(xiàn)場應(yīng)急管理。
(五)應(yīng)急程序和原則
嚴格執(zhí)行已制定的應(yīng)急管理、救援程序,各司其職,分工明確,冷靜對待處理問題。事故發(fā)生第一原則為全力救治人員;然后控制已發(fā)生災(zāi)害,避免擴大;整頓現(xiàn)場秩序,避免因為秩序混亂加大損失;搶救物資設(shè)備減少經(jīng)濟損失,控制對當?shù)刈襞c環(huán)境的惡劣影響。
(六)應(yīng)急響應(yīng)
在接收到事故通報后,第一時間展開應(yīng)急救援小組和應(yīng)急救援物資工作。事故發(fā)生地不做任何停留直接開往事故現(xiàn)場,其它各應(yīng)急救援小組全面開始準備,等待指令開赴事故現(xiàn)場展開救援。
(七)應(yīng)急狀態(tài)的解除
經(jīng)項目部應(yīng)急救援領(lǐng)導(dǎo)小組確認,不在發(fā)生剩余災(zāi)害,已無現(xiàn)場救治人員,安全隔離事故現(xiàn)場,安置完輕傷人員后,就可解除相應(yīng)的緊急狀態(tài)。
(八)培訓(xùn)要求和演習(xí)
項目部定期不定期的舉辦應(yīng)急救援培訓(xùn)與現(xiàn)場演習(xí)。要求培訓(xùn)內(nèi)容講解學(xué)習(xí)自救與救助知識,學(xué)習(xí)其它事故案例,增強培訓(xùn)人員心理輔導(dǎo),學(xué)習(xí)冷靜處理問題,學(xué)習(xí)安全與預(yù)防措施。定期舉辦事故應(yīng)急救援演習(xí),從演習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題解決問題,讓現(xiàn)場人員明確事故發(fā)生時,事故發(fā)生后所要做的具體適宜,保證分工明確。學(xué)會在特殊情況下自我組織安全疏散。