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(shí)別
現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(chǎng)負(fù)責(zé)人員暫?,F(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(duì)洞內(nèi)涌水應(yīng)采取限量排放的辦法,對(duì)地表大的溶洞口、落水洞要進(jìn)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(dāng)隧道開挖或地質(zhì)預(yù)報(bào)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(diǎn)出水量>3m3/h)時(shí),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(dāng)隧道開挖或地質(zhì)預(yù)報(bào)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(shí)(單點(diǎn)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(zhǎng)度及止水盤的厚度:根據(jù)隧道的地質(zhì)條件和目前國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)的性能,為保證注漿質(zhì)量,可采用三環(huán)(注漿長(zhǎng)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(duì)于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖地段,止水盤的表面噴射15cm厚 C20 的混凝土加強(qiáng)。
3)注漿材料:注漿材料主要有普通水泥單液漿(簡(jiǎn)稱C漿),普通水泥-水玻璃雙液漿(簡(jiǎn)稱C-S漿)??刹捎镁C合注漿材料,并按照由粗到細(xì)、由單液到雙液、由高濃度到低濃度三個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)整。采用C漿時(shí),水灰比W/C=0.6~0.8;
采用C-S漿時(shí),注漿參數(shù)(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)確定)如下:注漿終壓3.0~3.5 MPa,漿液擴(kuò)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(shí)間1~2min,水泥采用525號(hào)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(zhǔn),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(dāng)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(shí)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(shí)施情況,選擇可能存在的薄弱部位進(jìn)行鉆孔檢查,以檢查孔不涌泥、不涌水、不涌沙,當(dāng)正洞掌子面涌水量≤0.72m3/h或單點(diǎn)出水量≤0.2m3/h時(shí),可認(rèn)為達(dá)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(bào)和預(yù)注漿堵水后,如在隧道開挖時(shí)仍然出現(xiàn)較大的滲漏水,則需要進(jìn)行再注漿,注漿范圍正洞為開挖輪廓線外5m。
1)當(dāng)有集中水流或巖溶管道出水時(shí),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(duì)出水裂隙或管道鉆注漿孔,安裝注漿管,注入C-S漿液。
2)當(dāng)開挖面滲漏面積和水量較大時(shí),在滲漏處用鉆機(jī)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(diǎn)上的滲漏水。然后用凝膠時(shí)間1~3min的C-S漿進(jìn)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(bào)探明的局部巖溶實(shí)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(shí),一般采用小導(dǎo)管(∮42熱扎無縫鋼管,長(zhǎng)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(kuò)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(hù)
初期支護(hù)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(hù)滲出的地下水通暢排出,以避免對(duì)抗水壓襯砌產(chǎn)生過大水壓。
其主要措施有:在初期支護(hù)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(hù)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(zhǎng)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(bǔ)給通道(如地下河)時(shí),可在掘進(jìn)工作面,鉆大直徑的排水孔,暢泄后可小進(jìn)尺掘進(jìn),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(bào)告應(yīng)急組織領(lǐng)導(dǎo)同志,現(xiàn)場(chǎng)施工人員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況迅速打隨機(jī)排水孔,安置塑料彈簧軟管進(jìn)行排水(塑料彈簧排水管引入排水溝),釋放水壓力,并及時(shí)噴錨進(jìn)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(jìn)行復(fù)噴砼封閉圍巖,加強(qiáng)支護(hù)。
2. 施工過程中若發(fā)生高強(qiáng)壓力涌水現(xiàn)象,應(yīng)立即盡可能地撤離人員和機(jī)械設(shè)備,確保安全。及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組匯報(bào),根據(jù)實(shí)際情況迅速組織救護(hù)工作。準(zhǔn)確記錄水量的流量、流速、水壓,采取有效措施進(jìn)行控制。
3. 指揮與控制:
(1)觀測(cè)預(yù)警
由工程部技術(shù)人員和各施工組指定人員加強(qiáng)日常觀測(cè),確保在第一時(shí)間確認(rèn)涌水險(xiǎn)情,提前發(fā)出預(yù)警提示。
1)與當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)建立天氣服務(wù)聯(lián)系,根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和降水量統(tǒng)計(jì),加強(qiáng)隧道涌水觀測(cè);
2)注意觀測(cè)隧道涌水流量及變化時(shí)間、流速、水壓及擴(kuò)拱處有無滲涌水;
3) 觀測(cè)數(shù)據(jù)有變化時(shí),及時(shí)向應(yīng)急指揮部匯報(bào),以便組織施工搶險(xiǎn)。
(2)施工報(bào)告
1)賦存高壓水段在開挖時(shí),工人要身系安全帶,安全帶長(zhǎng)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(shí)匯報(bào);
2)破拱處發(fā)現(xiàn)有水從拱頂滲涌時(shí),施工工人應(yīng)立即停止施工并回到安全地帶,并及時(shí)匯報(bào);
3)賦存高壓水段要準(zhǔn)備兩臺(tái)抽水機(jī),保證不積水,水涌過急,抽不干時(shí)要向指揮部及時(shí)報(bào)告。
(3)安全撤離
當(dāng)確認(rèn)出現(xiàn)涌水時(shí),由現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人立即電話通知應(yīng)急值班室,并組織所有現(xiàn)場(chǎng)施工人員將施工機(jī)械加以安置保護(hù),洞內(nèi)施工人員由班組長(zhǎng)帶隊(duì)全部撤離。被困施工人員來不及撤離的,應(yīng)選擇襯砌臺(tái)車等安全平臺(tái)進(jìn)行自我保護(hù),等待項(xiàng)目部組織救援。
(四)應(yīng)急管理
隧道分部按照項(xiàng)目部制定的應(yīng)急救援方案進(jìn)行準(zhǔn)備與核查工作,周期性對(duì)應(yīng)急方案與應(yīng)急物資設(shè)備進(jìn)行檢查,對(duì)項(xiàng)目應(yīng)急救援小組電話經(jīng)常進(jìn)行聯(lián)系確保聯(lián)系渠道暢通。嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急管理制度,在第一時(shí)間控制現(xiàn)場(chǎng),避免不確定人員騷擾現(xiàn)場(chǎng),影響現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急管理。
(五)應(yīng)急程序和原則
嚴(yán)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(duì)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(kuò)大;整頓現(xiàn)場(chǎng)秩序,避免因?yàn)橹刃蚧靵y加大損失;搶救物資設(shè)備減少經(jīng)濟(jì)損失,控制對(duì)當(dāng)?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(bào)后,第一時(shí)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(chǎng),其它各應(yīng)急救援小組全面開始準(zhǔn)備,等待指令開赴事故現(xiàn)場(chǎng)展開救援。
(七)應(yīng)急狀態(tài)的解除
經(jīng)項(xiàng)目部應(yīng)急救援領(lǐng)導(dǎo)小組確認(rèn),不在發(fā)生剩余災(zāi)害,已無現(xiàn)場(chǎng)救治人員,安全隔離事故現(xiàn)場(chǎng),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(xiàng)目部定期不定期的舉辦應(yīng)急救援培訓(xùn)與現(xiàn)場(chǎng)演習(xí)。要求培訓(xùn)內(nèi)容講解學(xué)習(xí)自救與救助知識(shí),學(xué)習(xí)其它事故案例,增強(qiáng)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(chǎng)人員明確事故發(fā)生時(shí),事故發(fā)生后所要做的具體適宜,保證分工明確。學(xué)會(huì)在特殊情況下自我組織安全疏散。