折多山隧道涌水突泥处治工程效果定量评价★

何山玉 郭守儆

(四川藏区高速公路有限责任公司，四川 成都 610000)

国道318线康定折多山隧道公路工程，是内地与藏区互联互通的快速大通道。项目建成通车对提高川藏通道交通安全，增强应急保障能力，保障国家安全，巩固边疆国防，改善民族地区生存与发展条件，促进民族团结，维护藏区稳定，推进藏区经济社会发展和脱贫奔康具有重要意义。项目地处四川盆地西缘山地和青藏高原的过渡地带，经过著名的鲜水河活动断裂带，具有“一长、两低、三高、四个极其”的特点。隧址区不良地质主要表现为活动断裂、崩塌与危岩、岩爆、大变形、涌突水、瓦斯、强震区、积雪冻土等。隧道涌水突泥地质灾害在隧道进口端施工中尤为突出，K1+035处先后发生两次较大涌水突泥地质灾害。遵循“方案可行，工期可控、投资合理”的原则，采用“地表深孔注浆”与“洞内帷幕注浆”相结合的处治方案顺利完成处治工程，处治效果良好。2006年郑明新等和2015年王念琴等对滑坡、泥石流防治工程效果进行了定量评价研究。本文利用层次分析法对折多山隧道K1+035涌水突泥处治工程进行了定量评价，研究成果可为隧道涌水突泥方案制定和隧道工程施工提供有益指导和有效借鉴。

1 折多山隧道地质概况

1)工程概况。折多山位于四川省甘孜州境内，最高峰海拔4 962 m，垭口海拔4 298 m，与康定市的海拔落差达1 800 m，是川藏线上第一个需要翻越的高山垭口，因此有“康巴第一关”之称。拟建国道G318线康定折多山隧道位于康定折多山，为跨越折多山而设，进口位于康定县城西大草坝折多河右岸二台子附近，距康定新县城直线距离约10 km～13 km，隧道穿越折多山后，出口位于距新都桥镇东约22 km的贡布卡。

2)工程地质条件。折多山隧道穿越大雪山中段(折多山)，为越岭隧道。隧址区山高坡陡，属高山、极高山构造剥。区域内地震活动比较强烈，隧址区位于高烈度地震区域，穿越4条活动断裂带。洞口巨厚冰冻堆积体覆盖层、危岩、崩塌、岩爆、大变形、涌突水、瓦斯、断层及构造破碎带等不良地质发育，工程地质条件极其复杂。

2 折多山隧道K1+035涌水突泥情况

折多山隧道K1+035段位于二台子断裂带，地质复杂、地下水丰富，2019年6月、8月先后发生两次涌水突泥地质灾害，严重制约工程进度。

2.1 隧道洞身结构设计及施工支护工法

隧道K0+810～K0+930段采用Z5a衬砌结构，K0+930～K0+990段采用KD-1型优化衬砌结构，K0+990～K1+035段采用Z5a衬砌结构。采用三台阶预留核心土法开挖(见图1)。

2.2 第一次涌突情况

2019年6月18日，早上5点，施工至K1+035桩号，隧道采用三台阶预留核心土开挖，上台阶高度2.3 m，以机械配合人工开挖，喷浆班组织喷浆过程中，发现拱顶左侧2 m位置出水，水裹夹着粉砂形成流沙状向外涌突，早8点喷浆完成，但涌突点依然未封闭。再次对涌突点设置多层钢筋网片，再进行喷混凝土封堵。但至上午11点15分，未能封堵成功，反而涌突更严重，于是立即拆离人员及设备。6月19日上午10点10分再次发生较大突水突泥，下午3点，突泥基本稳定，涌水量衰减。2019年6月21日，在按应急方案喷混凝土封闭掌子面过程中发现水量增大后，立即撤离人员，7：09从隧道掌子面突发巨大突泥突水，持续到7：30。

2.3 第二次涌突情况

2019年8月4日0：37，折多山隧道进口端主洞K1+035前后区段在第一次涌水突泥处治施工过程中，掌子面在施作止浆墙和泄水孔等工序时，掌子面拱部上方发生第二次涌水突泥。

2.4 涌突结果

第一次涌突结果：隧道150 m被掩埋，突泥量约13 500 m3，经地表调查，形成直径约30 m漏斗状凹坑，深约15 m。地表离隧道垂直深度55 m。坑边缘离318国道32 m(见图2)。

第二次涌突结果：突泥(带水)向洞口涌出近200 m，受三个台车(架)的阻挡，突泥体雍塞淤高，同时，人员及时撤出，洞内通风照明完全中断。在K1+035处洞外地表埋深约70 m，再次冒顶并形成巨大的塌腔后，塌腔直径约40 m、深约19 m、塌腔体积约16 700 m2，地表塌陷区面积约962 m2(见图3)。

3 折多山隧道K1+035涌水突泥处治情况

3.1 第一次处治

洞外主要处治方案为“加密监控量测+土石回填+截排水+植被恢复”。洞内主要处治方案为“加密监控量测+洞内清淤+超前泄水+上断面帷幕注浆+大管棚超前支护+单侧壁导坑开挖”。截至2019年8月4日，止浆墙施作一半时，掌子面再次发生涌水突泥。

3.2 第二次处治

洞外主要处治方案为“加密监控量测+分阶段土石回填+截排水+钢管桩挡墙+地表降水井+地表深孔注浆+植被恢复”。洞内主要处治方案为“加密监控量测+洞内清淤+超前泄水+上断面帷幕注浆+大管棚超前支护+单侧壁导坑开挖”。第二次涌突处治于2019年8月7日开始对地表回填处治，洞内处治于2020年2月处治完成，掌子面恢复施工。2020年6月地表塌腔全部回填处治完成。

4 折多山隧道K1+035涌水突泥处治工程效果评价

效果评价的目的在于对项目计划的价值做出科学的判断。通过长期对隧道涌水突泥处治工程的调查与研究，选取隧道涌水突泥处治工程的有效性、效益性以及处治方案合理性作为隧道处治工程效果评价一级评价指标。再结合隧道涌水突泥处治工程特点、专家组意见及建议，建立隧道涌水突泥处治工程效果效果分级标准及评价指标体系(见表1，表2)。

表1 隧道涌水突泥处治工程效果分级表

表2 隧道涌水突泥处治工程效果评价指标体系

将一级评价指标按照1～9标度法两两进行比较，得出隧道涌水突泥处治工程有效性与隧道涌水突泥处治工程合理性相比，明显重要，即U1/U2=5；隧道涌水突泥处治工程有效性与隧道涌水突泥处治工程方案效益性相比，特别重要，即U1/U3=7；隧道涌水突泥处治工程合理性与隧道涌水突泥处治工程效益性相比，稍微重要，即U2/U3=3；便可得比较判断矩阵A：

将矩阵A列向归一化并求行和归一化后，便可得到ω。

由Aω=λω，可得：

通过长期对隧道涌水突泥处治地质灾害的调查与研究，根据折多山隧道2次较大涌水突泥处治工程实际，结合多位隧道设计、地质、施工专家意见，最终得出折多山隧道涌水突泥第二次处治工程效果单因素后评价结果，最终可得评判结果(见表3，表4)。

表3 折多山隧道涌水突泥处治工程效果等级得分表

表4 隧道涌水突泥处治工程效果隶属度区间划分表

最终计算得到信息集中量S=0.81，根据涌水突泥处治工程效果隶属度区间划分表可知折多山隧道涌水突泥处治工程工程效果模糊综合后评价结果为良好。可见“地表深孔注浆”与“洞内帷幕注浆”相结合的处治方案处治效果良好。

5 结论

1)建立隧道涌水突泥处治工程效果后评价指标体系，可以有效反映防治效果，且满足指标独立性与相关性的要求，有较好的参考作用。

2)采用基于层次分析法确定权值的模糊数学方法对折多山隧道K1+035涌水突泥第二次处治工程效果进行模糊综合评判，评判结果与实际调研定性评估情况相符，具有一定的推广应用价值。