张丹丹1，熊 福2

（1.重庆能源职业学院土木工程系，重庆 402260；2.中建隧道建设有限公司，重庆 400055）

摘 要：在分析富水隧道渗水形式的基础之上，结合隧道施工技术规范以及监控量测技术规范等相关规定，制定了针对富水隧道的监控量测技术方案。富水隧道在必测项目的基础之上需要增加孔隙水压力与水量的监测。涌水量测的监测可以采用“容积法”或者“水位标定法”。

关键词：孔隙水压；监控量测；隧道

随着我国西部大开发战略的持续快速发展，西部地区交通、水利等基础建设迅猛发展，已建和在建长大岩溶隧道越来越多。突水已经成为我国岩溶地区隧道修建中最严重、最常见的岩溶灾害，我国80%的岩溶隧道施工中遭遇过水害问题。

2.1 监控量测方案

与普通隧道的监控量测相比较，富水隧道在必测项目的基础之上需要增加孔隙水压力与水量的监测，增加项目及监测仪器如表1所示。

表1 针对富水隧道所增加的监控量测项目

监测项目 监测仪器 备注孔隙水压力 水压计水量 三角堰、流量计或量筒、秒表 可以用流量计直接测，也可用体积法测定

在涌水量测定时，可以采用流量计测量，但考虑到成本和操作的便捷性，一些单位通常采用，“容积法”或者“水位标定法”测定涌水量。“容积法”的操作步骤为：①开挖过程中，在涌水量较为集中的地方布置测点，在隧道侧壁上钻孔，插入管子；②用桶或盆收集管子中流出的水，并用秒表记录时间；③收集一定的水量之后，记录时间，同时用量筒或量杯量取桶或盆中水的体积；④根据所记录的数据计算流量。“水位标定法”测定涌水量的步骤为：①选择测点，设置集水井；②利用水泵将集水井内水位降低，然后停泵，并记录集水井内水位；③用秒表记录水位回升到原水位所用时间；④涌水量为集水井体积除以用时。

孔隙水压力监测，孔隙水压计埋设的一般步骤为：①在涌水量较为集中的地方布置测点，整个工程测点数不少于3个；②垂直岩壁钻孔，孔径宜为110～130mm，清除孔内沉淤和稠浆；③设置带孔套管护孔，套管应垂直于岩壁；④排除孔压计及管路中的空气，将孔隙水压计放入孔内的套管中；⑤孔隙水压计周围回填透水填料，比如干净的中粗砂、砾砂或粒径小于10mm的碎石块；⑥测试孔口用隔水填料填实封严。孔隙水压计埋设好之后，在孔隙水压力上升期间，逐日测定孔隙水压力，并及时做好记录。

孔隙水压力计的计算方法如公式1所示：

式中：P表示被测孔洞(孔隙水)水压力量，单位为kPa；k表示孔隙水压力计的测量灵敏度，单位为kPa/F；△F表示孔隙水压力计基准值相对于实时测量值的变化量，单位为F；b表示孔隙水压力计的温度修正系数，单位为kPa/℃；△T表示温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；F0表示孔隙水压力计的测量基准值，单位为F；F表示孔隙水压力计的实时测量值，单位为F；T表示温度的实时测量值，单位为℃；T0表示温度的测量基准值，单位为℃；Q表示若大气压有较大变化时，应予以修正。

注：频率模数F=Hz2×10-3；在标准大气压下，1m水柱=9.81kPa。

2.2 监控量测结果分析

以丹东市某隧道的监控量测结果为例。该隧道水文地质条件复杂。地下水类型主要为变质岩构造裂隙水、风化裂隙水，其中构造裂隙水含量很丰富，埋深较浅，且有富集。断层接受冲沟内的地表水与两侧山体的地下水的补给，补给资源丰富，当隧道掘进至断层带时，涌水量大。为了监测隧道的涌水状况，分别对水量和孔隙水压进行了监测，其中水量监测采用的是“容积法”，孔隙水压力监测采用的是孔隙水压力计测定。

（1）水量监测结果。DK247+390断面以及DK247+420断面的水量监测结果分别如图1（a）、图1（b）所示。在掌子面和洞周进行灌浆之前，隧道内的渗水属于小股涌水。在灌浆的过程中，主洞与支洞的流量都是逐渐减小的，说明灌浆的作用是非常明显的，在洞周与掌子面起到了很好的止水效果。

图1 涌水量-时间关系曲线

（2）孔隙水压力监测结果。DK247+390断面以及DK247+420断面的孔隙水压的监测结果分别如图2（a）、图2（b）所示，隧道内的孔隙水压力也逐渐减小，主要是因为灌浆施工。由此证明了灌浆既可以使洞内孔隙水压力降低，同时也可以使涌水量减少。

图2 孔隙水压力-时间关系曲线

得到主要结论如下：

（1）富水隧道在必测项目的基础之上需要增加空隙水压力与水量的监测。

（2）隧道渗水会对隧道施工产生影响，主要表现在：降低围岩稳定性；工作面崩塌；隧道内积水；隧道内泥沙淤积或被泥石流淹没；地面塌陷或产生地面陷穴、地面裂缝。

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中图分类号：U456

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2017）09-0065-02

*基金项目：重庆市教委2017年度科学技术研究项目（KJ1754490）；重庆能源职业学院2015年教学改革项目“《隧道工程试验检测》课程实践教学方法的研究与实践”

作者简介：张丹丹（1985-），女，硕士，讲师，研究方向：岩石力学与工程。