一、工程简介 万（州）开（县）高速公路南山隧道地处开县境内，为双洞 单向行车高速公路隧道，其中左线长 4827m右线长4873m.隧
道穿越的南山山脉呈北东向展布， 与区内假角山背斜展布方向一 致，属山高谷深、 切割较大的中山地貌， 隧道最大埋深 700余米。 隧址区地层岩性多为泥岩砂岩相间出现， 砂岩裂隙发育， 背斜轴 部有灰岩层。
二、水文地质条件 （一）地表水
隧址区以南山山脊为地表分水岭， 大气降水向北西排入开县 南河；向南东排入赵家镇浦里河。这些溪沟均具山间河流特点， 流量受大气降水控制。枯水季节，溪沟水流量较小，实测流量 2.00 〜2.60 L/s。
（二）地下水 隧址区地层岩性多为泥岩与砂岩相间出现，砂岩裂隙发育， 含基岩裂隙水， 成为区域主要地下水类型， 每一砂岩层成为相对 独立的水文地质单元。 该区小规模断裂构造较发育， 含水层间有 一定的水力联系，但由于地形坡度大，山脊两侧横向冲沟发育， 切割深，大气降水排泄条件好，地下水补给条件较差。 三、隧道涌水情况
设计勘测文件显示， 隧道开挖后， 砂岩段会出现淋水及股状 涌水，并微具承压性，其余地段以滴水为主。在浅埋段，由于岩 层裂
隙发育，透水性好，大气降水可能沿裂隙下渗而出现淋水。
设计过程中通过选用水均衡法、 泉水流量法、 大气降水渗入 系数法和地下水动力学法等四种方法进行了地下水预算， 表明隧 道一般涌水量为 5198.29m3/d 。由于区内地下水动态受降水影响， 变化较大， 雨季施工时隧道涌水量可能有较大的增幅。 根据调查 访问，隧道雨季涌水量按枯季 2.0 倍考虑。 综合分析隧道雨季左 洞和右洞总涌水量为 10397m3/d。
南山隧道自 2003 年 4月开工至同年 11月中旬为止， 隧道开 挖所揭示地质情况与设计基本一致， 施工正常有序进行。 但隧道 左线从ZK5+700,右线从K5+760开始接近假角山背斜的核部， 进入三叠系须家河砂岩地段， 岩石裂隙较发育， 洞内出现大量涌 水，在丰富地下水的作用下，围岩自稳能力变差。 12月 3日右 线掘进至K5+692时发生坍方，12月5日右线洞口测得最大涌水 量达到18000m3/d，左线测得涌水量在 13000m3/d。左右线涌水 长时间维持在较高水平， 与设计所预测的涌水量有较大出入， 施 工受阻。
四、隧道涌水成因分析
2003 年 12 月 27 日至 2004 年 1 月 8 日，业主委托的重庆南 江地质工程勘察院进场进行水文地质调查和水量观测。 地勘单位 在左、右线掌子面分别施工 1 个水平钻孔进行岩芯分析和涌水量 观测，左线水平钻孔深度 50.88m，右线水平钻孔深度50.20m。 根据已开挖段涌水情况和补勘调查结果，隧道涌水成因分析如 下：
（一） 从钻探资料反映，左、右线隧道出口段已开挖接近假 角
山背斜轴部， 目前开挖岩层为三叠系上统须家河组一段底部砂 岩，隧道穿越背斜轴部时岩层为三叠系中统巴东组泥灰岩、 灰岩， 从岩芯分析，位于背斜轴部的岩体裂隙较发育，从岩性上分析， 出水段为须家河组砂岩，巴东组泥灰岩、灰岩层内含水量较小。
（二） 南山隧道横穿假角山背斜，该背斜为一倾伏背斜，倾 没端位于隧道的北东侧，距隧道直线距离
20 公里左右。南山隧
道揭露的须家河组、 珍珠冲组和砂岩含水层组在隧道的南西侧假 角山一带出露于地表，位置高，直接受大气降水补给。大气降水 沿层面裂隙纵向运动，形成封闭的含水单元。南山隧道开挖中， 涌水段主要集中在这两层含水组中， 且各含水单元储量较大， 故 隧道开挖中涌水量较大。 从区域地下水径流方向分析， 地下水运 动方向是从南西向北东径流，由于隧道右线位于左线的南西侧， 故右线较左线涌水量大。
五、注浆材料 地勘单位在隧道洞口获得的水量观测数据显示， 经一月多的 自流，涌水量减小趋势不明显。 根据勘测结果和高速公路隧道防 排水要求，执行了“以堵为主，堵排结合”的注浆排水方案，涌 水量大的已开挖地段， 在保证隧道支护结构安全的条件下， 采用 周边径向注浆方式填充岩层裂隙， 达到止水的目的， 并根据注浆 效果进行防排水系统的调整设计。
由于涌水流速较大， 采用水泥―水玻璃双液浆。 浆液浓度根 据岩体条件进行调整。
为了得到较理想的浆液扩散半径和较好的注浆效果， 在注浆 前
按双液不同水灰比及体积比， 用倒杯法测定了凝胶时间 （失去 流动性），结果如表 1。
表 1 水泥―水玻璃双液浆凝胶时间测定
试验表明 : 凝胶时间与水泥浆呈直线关系，水灰比小（即水泥浆浓度 大），水泥与水玻璃反应就快，凝胶时间就短；水泥越浓，反应 就越快。水玻璃则反之，在一定范围内，越稀则反应越快、凝胶 时间越短。另外还发现：双液浆双液比大、水泥浆水灰比小、水 玻璃浓度高时，双液浆凝胶后很快进入初凝；相反情况下，双液 浆凝胶时差逐渐拉大，浆体也由硬塑状态逐渐向软塑状态转变。
在取得大量试验参数的基础上， 综合考虑凝胶时间、 抗压强 度、施工及造价等因素，水泥一水玻璃配比为：
水泥为开县开州水泥厂生产的开州牌 P.O 32.5 水泥； 水玻璃为重庆胜利化工厂生产的模数 2.8 的水玻璃； 水灰比为0.8 : 1〜1 : 1,水玻璃浓度为 38〜40 Be',体积 比 1 : 0.3 〜1 : 0.8。
六、注浆排水施工
隧道压浆的目的是为了充填岩层裂隙， 在周边围岩中形成一 个难透水带， 提高围岩的止水性能。 因此，采用隧道全断面注浆， 根据施工经验，径向注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外 用小导管（© 42mm双液注浆，注浆孔孔口纵横间距为
5m采 3m （可
根据裂隙出水情况作调整，出水量大时加密），梅花型布置。
（一）小导管注浆工艺
图 1 小导管注浆工艺流程示意图
1、 小导管的加工制作
小导管采用壁厚2.5-3.0mm ,内径 ①42mm的无缝钢管，加 工成前端圆端锥形并予以封焊严实， 管身设若干溢浆孔， 孔径为 5〜8mm孔间距离为20cm,按梅花型排列，后端 50cm范围不设 溢浆孔，管尾设一加固环，并保持管身的顺直。具体见下图：
图2小导管结构示意图
2、 小导管定位 根据设计注浆导管的间距用红油漆标定钻孔位置 （涌水量大
区域加密），使用 YT-28 凿岩机造孔，在孔深达到设计值后用 © 18 弯头钢管通入高压风吹净孔中石屑、 细小石块和钻孔积水， 然后 用风枪顶导管定位。
3、 焊接管头、密封管口
通过套丝短管焊接在注浆管上，用标准
①42管箍拧紧所有
的待注浆管，为防止漏气、涌水，用生胶带加以密封。
在注浆前，当初期支护结构无法保证注浆时能承受注浆压力 时，施工15cm厚网喷砼加强支护兼止浆墙。
4、 制浆
试验室提前对不同水灰比、 不同水玻璃浓度在不同温度条件 下进行试配，优选出满足不同涌水量及围岩裂隙程度的配合比。 为了控制好水灰比，由实验室专人使用波美计进行测定。
5、 注浆顺序 采用下行式注浆，注浆自上而下隔孔进行。 6、 注浆量和注浆压力的控制
根据涌水量大小、 裂隙发育程度确定注入速度和注浆量； 注 浆机选用YZB型双液注浆机，注浆压力 1.0〜2.0Mpa。
7、 注浆结束标准
单孔注浆压力上升至终压并持续注浆 10min 以上；单孔注浆 结束时进浆量小于 20〜 30L/min 。
七、注浆效果检查 为了确认注浆效果，实施了检查孔压注。全段注浆结束后， 检查孔内涌水量为：严重破碎带小于 0.2 L/min?m ，且某一处漏 水小于10 L/min ; —般地段小于 0.4 L/min?m,且某一处漏水小 于 10 L/min 。满足上述条件，则可进行下道工序，否则应再次 注浆处理，直到达到设计要求。
K5+78C〜K5+672涌水注浆段从2004年2月5日开始到2004 年 4 月 17 日结束共耗用 2 个多月时间，经统计共钻注浆孔 342 个，消耗水泥274T,水玻璃135T。注浆施工后，隧道内股状涌 水和大面积淋水被有效控制， 2004年7月 5日测得右线单洞涌 水量为8000m3/d（同期新开挖而增加的涌水量约为
5000m3/d）
左线通过注浆止水， 扣除新增涌水， 洞内总涌水量由注浆前 每天 11000m3降为 3000m3
八、结束语
通过南山隧道施工实践， 证明在地质构造复杂， 裂隙和地下 水发育的围岩中， 采用水泥―水玻璃双液注浆堵水加固围岩的措 施是有效可行的， 达到了预期目的， 为后续施工创造了正常的作 业环境。
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