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[摘 要]我国西南地区多为喀斯特地貌岩溶地区，山区高速公路桥隧比大，隧道内出现涌水是时有发生的事情，现以贵州沿德高速公路黄河溪隧道为例，针对该隧道出现的涌水情况，采取“堵排结合，以排为主” 的治理措施，隧道施工完毕后2年多，未出现新的变形及病害，说明治理措施有效，可为今后的山区隧道岩溶地段防排水提供相关技术经验。
[关键词]山区 隧道 岩溶 防排水
中图分类号：TM781 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0253-02
1 工程概况
本项目黄河溪隧道位于贵州省德江县堰塘乡境内，为分离式隧道，左洞2028m，起讫桩号ZK83+544～ZK85+572，右洞2030m，起讫桩号K83+560～K85+590。隧道纵坡为2.95%，横坡为2%。隧道进口、出口均为端墙式洞门。
1.1 地形地貌
隧址区地貌类型为溶蚀峰丛地貌，地形为陡坡、峰林或溶蚀残区，峰林呈倒锥形，底座浑圆，顶部高耸，各峰林间似断还连。最高点位于隧址区中部，为山盆期三级剥夷面（高程700-800m）残留区，最大高程为814.9m，最低点位于进洞口下良家坝，高程为515m，为山盆期第三亚期剥夷面（高程400-500m）。
隧道进口（沿河端）位于一斜坡中部，坡度约为25°—35°，坡体基岩多裸露地表，有少量灌木；出洞口处（德江端）地形陡峭，位于一外凸陡崖下部，地形坡度约为55°～70°，其两侧为“V”字型溶蚀槽沟，地表植被较为发育。多为松树及灌木等。
1.2 地质构造
据工程地质测绘及钻探揭露，隧址区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤岗北北东构造变形区及息峰复杂构造变形区之次级武陵凹陷褶皱中，构造线总体呈北东向及北北东向分布，褶皱断裂普遍发育，褶皱形态以两翼，断裂的组合形式有束状、阶梯状及地垒状，均属压性及压扭性作用所成的正断层，断层倾角陡峻，一般多为50-80°。地层主要为寒武系中上统娄山关群第一段、残坡积、崩坡积层。
1.3 气象水文地质
隧址区气候宜人，夏无酷暑，冬無严寒，四季不甚分明，气候温和，阳光充足，雨量充沛，滋润着广袤的高原土地，属典型的中亚热带季风湿润气候。全年平均气温在13℃-17℃之间，无霜期达295天，全年最冷月（1月）平均气温5℃左右，最热月（7月）平均气温23℃左右。年降雨量900-1500毫米，一般五月至七月间和十月份雨量较多。相对温度81%，绝对温湿度38.7毫巴，平均干燥度0.7，全年日照时数为1115.4小时，年均降雨量1180毫米，气候特点是热量丰富、雨量充沛、水热同季，有利于农林牧生产的发展。
区内地表水流属乌江水系，其次级水流一般发源于中低山沟谷中，明显受构造控制，多属树枝状水系，局部也形成羽毛状水系。地表水系不发育，多为谷岭之间的冲沟，受山体地形限制，沟谷发育长度短，坡降大，切割较浅。
工程区水文地质单元出露岩性均由沉积岩组成，主要为寒武系中上统娄山关群第一段白云岩，残坡松散堆积层零星分布于沟槽内。隧址区地下水类型主要为松散层孔隙水和岩溶裂隙水两种类型。
1.3.1 松散层孔隙水
该类型地下水主要分布于残坡积层中，隧址区地表覆盖层较薄，较为零星，为粉质粘土，厚度小于5m。主要接受大气降雨补给，排泄条件好，部分地表水汇入地下渗赋存于土层，形成松散孔隙水，其水位埋深浅，含水量受季节性控制影响明显，自身富水性差，主要为上层滞水。
1.3.2 岩溶裂隙水
隧址区地层岩性为寒武系中上统娄山关群第一段白云岩，为可岩溶，岩溶化程度较高，在隧址区多为表象为溶槽，溶隙。岩溶裂隙水为本隧道的主要地下水，主要赋存于岩溶裂隙中，在地表層露头处为补给区，通过岩溶裂隙和岩面向深处部径流，在岩溶沟槽内以泉水排出地表。
岩溶裂隙水主要接受大气降水补给，在水压力作用下，沿岩层裂隙向下径流，在相对地势低洼地段以面状方式排泄。隧址区泉水初露标高高于暗河标高，多数与暗河水无水力联系，不具统一水面，为单独的水力系统。地表水下渗后，部分沿裂隙通道及岩溶管道向深层部移运，部分地下水汇集在岩溶管道中。受构造、岩性组合、地貌条件及水文网切割的影响，岩溶发育程度及深度的不均匀性造成了岩溶水富集程度的差异。岩溶发育带，地下水易于聚集，地下水常在裂隙、岩溶发育区富集。
本隧道主要受垂直及水平岩溶管道内岩溶水影响较大。隧址区上部岩溶地下水主要接受大气降水的入渗补给，区内降水丰富，丰沛的降水给地下水提供了良好的源泉，大气降水后，部分地下水下渗化为地下水，顺岩层面、裂隙通道、断层破碎带及岩溶管道等向两侧低洼地带排泄，形成了工程区内地下水的补给源，地下水经循环运移到工区后，主要富存于岩溶裂隙内或低洼处。
2 隧道岩溶地段涌水情况
2014年6月12日～2014年6月14日贵州省德江县普降暴雨，连续降水量达150ml，导致隧道左洞初期支护渗水严重，其中ZK85+376～ZK85+386段左侧拱腰处渗水严重，水流呈线性股状流出，分布均匀，单个涌水口最大涌水量达1440m3/d。ZK85+402～ZK85+411段左侧拱腰处渗水更为严重，水流呈喷泉状涌出，部分孔径直径达10cm，水量较大，单个涌水口最大涌水量达1920m3/d。对施工质量造成严重影响。对下一步二衬施工存在着较大的安全质量隐患。
3 隧道涌水分析和处理方案
由于涌水量较大，引起我项目部、邀请业主、设计代表、监理单位的高度重视，几方领导及技术人员到现场进行勘查，共同讨论处理方案，最后，各参加单位讨论得出以下处理方案：首先在每个涌水点，做好标识，待涌水量变小时，便于查找相应的涌水口；其次是根据标识再进行防排水处理，用5mm厚铁板加工20cmX20cm铁盒，每个涌水口用射钉固定好20cmX20cm铁盒将水流汇集一起，再通过φ100PVC引水管引至纵向排水盲管内，然后经横向排水管排至中央水沟内，铁盒及PVC管施工过程中采用土工布包裹，待排待排水处理完后进行挂土工布+防水板进行二衬施工。 2014年6月15日，为了确保铁盒加PVC引水管处理方案的正确性和可行性，我部再次特邀请了多位隧道专家到现场勘察，勘察后隧道专家们一致否定了该排水处理方案。主要原因如下：
⑴采用铁盒+PVC引水管处理方案未考虑到隧道内的岩溶水对铁盒的腐蚀性，时间一长，铁盒将产生铁锈会把PVC引水管堵塞，届时会出现水无法排出现象，水会对二衬产生压力，从而造成二衬大面积渗水，甚至会出现二衬大面积破裂现象。
⑵该段雨季时涌水量大，φ100PVC不能满足排水要求，容易堵塞，尤其是横向φ100PVC，几处环向的涌水汇集，φ100PVC根本不能满足排水要求，导致整个排水系统不通畅，水位升高，无法保证隧道施工质量。
⑶在初期支护上布设φ100PVC，且该段涌水点多，围岩承载能力低，排管密集，侵入隧道二衬面积大且深，等同减少隧道二衬厚度，容易产生排水渗漏，不能保证隧道二衬质量，给隧道结构造成安全质量隐患。
⑷在初期支护上布設φ100PVC管，该部位二衬浇筑砼时，不密实，容易产生裂缝，会给企业的管理者以及作业人员带来比较大的压力，考验着施工的技术和施工的质量。
经过隧道专家们仔细察看现场和分析研究，最后处理方案为：采用环向开槽排水，根据现场情况，环向开槽尺寸根據每个涌水口涌水量来确定，为保证水顺畅排出，设置环向槽道口径宜偏大，必须确保环向槽道施工质量，槽口上面采用钢筋网片+土工布+防水板+钢筋网片+喷射混凝土的初期支护方式，墙背底部设置100cmX100cm集水井，通过分析计算，中央排水沟能够满足排水要求，无需单独设置岩溶段专项排水通道，集水井横向单独设置大口径Φ50cm钢筋混凝土管引排水至中央排水沟。其优点如下：
⑴采用环向开槽设置排水沟，有效的保证了隧道二衬的厚度，保证隧道二衬结构质量安全。
⑵环向开槽排水沟，机动自由，可以根据涌水口的涌水量大小设置槽道的口径大小，保证排水通畅。
⑶施工简单方便，容易操作。能保证施工过程质量。
4 隧道涌处理效果
通过实施优化后处理方案，效果优良，排水顺畅，初期支护、二衬砌未见明显渗水情况出现，同类地质情况隧道施工的单位多次来参观学习，施工后的结果得到政府、业主等领导一致好评
5 结语
目前黄河溪隧道已施工结束2年多，经过多次雨季暴雨检测和观测，该隧道未出现任何新的变形和隧道漏水、渗水，说明该隧道涌水处理措施得当，为今后的山区隧道岩溶地质涌水处理提供了宝贵的技术和经验，该岩溶隧道涌水处理方法施工简单，实际有效，有比较好的经济效益和推广意义。
参考文献
[1] 中国交通出版社《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009.
[2] 蔡俊华《山区高速公路隧道特大涌水病害处理》.
[关键词]山区 隧道 岩溶 防排水
中图分类号：TM781 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0253-02
1 工程概况
本项目黄河溪隧道位于贵州省德江县堰塘乡境内，为分离式隧道，左洞2028m，起讫桩号ZK83+544～ZK85+572，右洞2030m，起讫桩号K83+560～K85+590。隧道纵坡为2.95%，横坡为2%。隧道进口、出口均为端墙式洞门。
1.1 地形地貌
隧址区地貌类型为溶蚀峰丛地貌，地形为陡坡、峰林或溶蚀残区，峰林呈倒锥形，底座浑圆，顶部高耸，各峰林间似断还连。最高点位于隧址区中部，为山盆期三级剥夷面（高程700-800m）残留区，最大高程为814.9m，最低点位于进洞口下良家坝，高程为515m，为山盆期第三亚期剥夷面（高程400-500m）。
隧道进口（沿河端）位于一斜坡中部，坡度约为25°—35°，坡体基岩多裸露地表，有少量灌木；出洞口处（德江端）地形陡峭，位于一外凸陡崖下部，地形坡度约为55°～70°，其两侧为“V”字型溶蚀槽沟，地表植被较为发育。多为松树及灌木等。
1.2 地质构造
据工程地质测绘及钻探揭露，隧址区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤岗北北东构造变形区及息峰复杂构造变形区之次级武陵凹陷褶皱中，构造线总体呈北东向及北北东向分布，褶皱断裂普遍发育，褶皱形态以两翼，断裂的组合形式有束状、阶梯状及地垒状，均属压性及压扭性作用所成的正断层，断层倾角陡峻，一般多为50-80°。地层主要为寒武系中上统娄山关群第一段、残坡积、崩坡积层。
1.3 气象水文地质
隧址区气候宜人，夏无酷暑，冬無严寒，四季不甚分明，气候温和，阳光充足，雨量充沛，滋润着广袤的高原土地，属典型的中亚热带季风湿润气候。全年平均气温在13℃-17℃之间，无霜期达295天，全年最冷月（1月）平均气温5℃左右，最热月（7月）平均气温23℃左右。年降雨量900-1500毫米，一般五月至七月间和十月份雨量较多。相对温度81%，绝对温湿度38.7毫巴，平均干燥度0.7，全年日照时数为1115.4小时，年均降雨量1180毫米，气候特点是热量丰富、雨量充沛、水热同季，有利于农林牧生产的发展。
区内地表水流属乌江水系，其次级水流一般发源于中低山沟谷中，明显受构造控制，多属树枝状水系，局部也形成羽毛状水系。地表水系不发育，多为谷岭之间的冲沟，受山体地形限制，沟谷发育长度短，坡降大，切割较浅。
工程区水文地质单元出露岩性均由沉积岩组成，主要为寒武系中上统娄山关群第一段白云岩，残坡松散堆积层零星分布于沟槽内。隧址区地下水类型主要为松散层孔隙水和岩溶裂隙水两种类型。
1.3.1 松散层孔隙水
该类型地下水主要分布于残坡积层中，隧址区地表覆盖层较薄，较为零星，为粉质粘土，厚度小于5m。主要接受大气降雨补给，排泄条件好，部分地表水汇入地下渗赋存于土层，形成松散孔隙水，其水位埋深浅，含水量受季节性控制影响明显，自身富水性差，主要为上层滞水。
1.3.2 岩溶裂隙水
隧址区地层岩性为寒武系中上统娄山关群第一段白云岩，为可岩溶，岩溶化程度较高，在隧址区多为表象为溶槽，溶隙。岩溶裂隙水为本隧道的主要地下水，主要赋存于岩溶裂隙中，在地表層露头处为补给区，通过岩溶裂隙和岩面向深处部径流，在岩溶沟槽内以泉水排出地表。
岩溶裂隙水主要接受大气降水补给，在水压力作用下，沿岩层裂隙向下径流，在相对地势低洼地段以面状方式排泄。隧址区泉水初露标高高于暗河标高，多数与暗河水无水力联系，不具统一水面，为单独的水力系统。地表水下渗后，部分沿裂隙通道及岩溶管道向深层部移运，部分地下水汇集在岩溶管道中。受构造、岩性组合、地貌条件及水文网切割的影响，岩溶发育程度及深度的不均匀性造成了岩溶水富集程度的差异。岩溶发育带，地下水易于聚集，地下水常在裂隙、岩溶发育区富集。
本隧道主要受垂直及水平岩溶管道内岩溶水影响较大。隧址区上部岩溶地下水主要接受大气降水的入渗补给，区内降水丰富，丰沛的降水给地下水提供了良好的源泉，大气降水后，部分地下水下渗化为地下水，顺岩层面、裂隙通道、断层破碎带及岩溶管道等向两侧低洼地带排泄，形成了工程区内地下水的补给源，地下水经循环运移到工区后，主要富存于岩溶裂隙内或低洼处。
2 隧道岩溶地段涌水情况
2014年6月12日～2014年6月14日贵州省德江县普降暴雨，连续降水量达150ml，导致隧道左洞初期支护渗水严重，其中ZK85+376～ZK85+386段左侧拱腰处渗水严重，水流呈线性股状流出，分布均匀，单个涌水口最大涌水量达1440m3/d。ZK85+402～ZK85+411段左侧拱腰处渗水更为严重，水流呈喷泉状涌出，部分孔径直径达10cm，水量较大，单个涌水口最大涌水量达1920m3/d。对施工质量造成严重影响。对下一步二衬施工存在着较大的安全质量隐患。
3 隧道涌水分析和处理方案
由于涌水量较大，引起我项目部、邀请业主、设计代表、监理单位的高度重视，几方领导及技术人员到现场进行勘查，共同讨论处理方案，最后，各参加单位讨论得出以下处理方案：首先在每个涌水点，做好标识，待涌水量变小时，便于查找相应的涌水口；其次是根据标识再进行防排水处理，用5mm厚铁板加工20cmX20cm铁盒，每个涌水口用射钉固定好20cmX20cm铁盒将水流汇集一起，再通过φ100PVC引水管引至纵向排水盲管内，然后经横向排水管排至中央水沟内，铁盒及PVC管施工过程中采用土工布包裹，待排待排水处理完后进行挂土工布+防水板进行二衬施工。 2014年6月15日，为了确保铁盒加PVC引水管处理方案的正确性和可行性，我部再次特邀请了多位隧道专家到现场勘察，勘察后隧道专家们一致否定了该排水处理方案。主要原因如下：
⑴采用铁盒+PVC引水管处理方案未考虑到隧道内的岩溶水对铁盒的腐蚀性，时间一长，铁盒将产生铁锈会把PVC引水管堵塞，届时会出现水无法排出现象，水会对二衬产生压力，从而造成二衬大面积渗水，甚至会出现二衬大面积破裂现象。
⑵该段雨季时涌水量大，φ100PVC不能满足排水要求，容易堵塞，尤其是横向φ100PVC，几处环向的涌水汇集，φ100PVC根本不能满足排水要求，导致整个排水系统不通畅，水位升高，无法保证隧道施工质量。
⑶在初期支护上布设φ100PVC，且该段涌水点多，围岩承载能力低，排管密集，侵入隧道二衬面积大且深，等同减少隧道二衬厚度，容易产生排水渗漏，不能保证隧道二衬质量，给隧道结构造成安全质量隐患。
⑷在初期支护上布設φ100PVC管，该部位二衬浇筑砼时，不密实，容易产生裂缝，会给企业的管理者以及作业人员带来比较大的压力，考验着施工的技术和施工的质量。
经过隧道专家们仔细察看现场和分析研究，最后处理方案为：采用环向开槽排水，根据现场情况，环向开槽尺寸根據每个涌水口涌水量来确定，为保证水顺畅排出，设置环向槽道口径宜偏大，必须确保环向槽道施工质量，槽口上面采用钢筋网片+土工布+防水板+钢筋网片+喷射混凝土的初期支护方式，墙背底部设置100cmX100cm集水井，通过分析计算，中央排水沟能够满足排水要求，无需单独设置岩溶段专项排水通道，集水井横向单独设置大口径Φ50cm钢筋混凝土管引排水至中央排水沟。其优点如下：
⑴采用环向开槽设置排水沟，有效的保证了隧道二衬的厚度，保证隧道二衬结构质量安全。
⑵环向开槽排水沟，机动自由，可以根据涌水口的涌水量大小设置槽道的口径大小，保证排水通畅。
⑶施工简单方便，容易操作。能保证施工过程质量。
4 隧道涌处理效果
通过实施优化后处理方案，效果优良，排水顺畅，初期支护、二衬砌未见明显渗水情况出现，同类地质情况隧道施工的单位多次来参观学习，施工后的结果得到政府、业主等领导一致好评
5 结语
目前黄河溪隧道已施工结束2年多，经过多次雨季暴雨检测和观测，该隧道未出现任何新的变形和隧道漏水、渗水，说明该隧道涌水处理措施得当，为今后的山区隧道岩溶地质涌水处理提供了宝贵的技术和经验，该岩溶隧道涌水处理方法施工简单，实际有效，有比较好的经济效益和推广意义。
参考文献
[1] 中国交通出版社《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009.
[2] 蔡俊华《山区高速公路隧道特大涌水病害处理》.