甘肅引洮供水一期總干渠隧洞工程不良地質(zhì)洞段處置與建設(shè)管理思考

徐崇鋒

（甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司,730000，蘭州）

甘肅引洮供水一期總干渠隧洞工程不良地質(zhì)洞段處置與建設(shè)管理思考

徐崇鋒

（甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司,730000，蘭州）

大型跨流域調(diào)水工程中隧洞是一種常見(jiàn)的建筑物布置型式。引洮供水一期工程總干渠隧洞施工過(guò)程成功處理了涌水、深埋隧洞地應(yīng)力、疏松砂地層、飽水黃土等不良地質(zhì)洞段的建設(shè)與管理問(wèn)題，為類似工程建設(shè)防止各種地質(zhì)病害的發(fā)生可提供一定的借鑒。

建設(shè)管理；施工技術(shù)；引水隧洞；引洮供水；甘肅

引洮供水工程是解決甘肅中部干旱地區(qū)5市11縣（區(qū)）161個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)425萬(wàn)城鄉(xiāng)人口供水及48.2萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉的一項(xiàng)大型跨流域調(diào)水工程,總干渠全長(zhǎng)204.6 km，干渠及分干渠11條445.3 km。計(jì)劃分兩期建設(shè),一期工程已建成通水,二期工程已開(kāi)工建設(shè)。一期總干渠工程全長(zhǎng)109.4 km，其中隧洞18座長(zhǎng)96.37 km，占總干渠的88.1%，最大設(shè)計(jì)流量32 m3/s，加大流量36 m3/s，年設(shè)計(jì)引水量5.5億m3。作為一個(gè)大型隧洞群工程，施工建設(shè)先后遇到了巖溶通道涌水、秦嶺北緣斷裂帶、深埋隧洞高地應(yīng)力、含水疏粉細(xì)松砂層、飽水黃土層等各類復(fù)雜的隧洞不良地質(zhì)洞段。特別是7號(hào)隧洞遇到的含水粉細(xì)疏松砂巖層，可以說(shuō)是世界性施工地質(zhì)難題。在水利部、省委、省政府的關(guān)心支持和省水利廳的精心指導(dǎo)下，施工中采取專家咨詢、創(chuàng)新方法、科學(xué)論證、民主決策的辦法，堅(jiān)持一流工程、一流管理、一流質(zhì)量、一流效益原則，勇于擔(dān)當(dāng)、攻堅(jiān)克難，最終實(shí)現(xiàn)了總干渠隧洞安全、有序施工，取得了階段性成果，確保了引洮供水一期工程按期建成通水。

一、不良地質(zhì)洞段施工情況

1.總干渠3號(hào)隧洞涌水處理

3號(hào)隧洞全長(zhǎng)13.3 km，穿越西秦嶺北緣大斷裂帶，最大埋深773 m，主要工程地質(zhì)問(wèn)題為涌水和斷裂帶的圍巖穩(wěn)定問(wèn)題。

2008年3月5日3號(hào)隧洞楊家大莊斜井工作面掘進(jìn)至主洞樁號(hào)12+ 680時(shí)發(fā)生突發(fā)性涌水，主洞段瞬間淹沒(méi)，21小時(shí)后斜井被淹110 m，施工設(shè)備全被淹。由于撤離及時(shí)無(wú)人員傷亡。因斜井段尤其是主洞與斜井交叉段位于秦嶺北緣大斷裂影響帶，有隨時(shí)發(fā)生大塌方的危險(xiǎn)。險(xiǎn)情發(fā)生后，業(yè)主與監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)會(huì)議研究處理方案，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，緊急調(diào)集高揚(yáng)程、大功率水泵、電纜等搶險(xiǎn)設(shè)備組織排水搶險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)60多天晝夜奮戰(zhàn)，將水排至主洞，地下涌水得到控制。在抽排過(guò)程中對(duì)斜井和主洞洞身一次支護(hù)進(jìn)行質(zhì)量安全隱患排查，對(duì)發(fā)生變形的鋼拱架進(jìn)行更換，對(duì)斜井和主洞洞身采用噴護(hù)鋼纖維混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，于5月5日完成搶險(xiǎn)排水，恢復(fù)隧洞掘進(jìn)施工。

2010年5月27日3號(hào)隧洞進(jìn)口掘進(jìn)到2.43 km（樁號(hào)8+914）處時(shí)拱頂位置多處出現(xiàn)股狀壓力涌水，由于圍巖結(jié)構(gòu)破碎，涌水中帶有泥漿、碎石導(dǎo)致拱頂部位坍塌嚴(yán)重。6月3日中午鉆孔作業(yè)時(shí)因掌子面 （樁號(hào)8+ 938）圍巖裂隙發(fā)育，隧洞右側(cè)有4個(gè)鉆孔出現(xiàn)壓力涌水，射程達(dá)到4～5.5 m，單孔出水量在40 m3/h左右。由于涌水量大，隧洞內(nèi)原有排水設(shè)備能力不足，加之掘進(jìn)方向?yàn)榉雌?，洞?nèi)積水無(wú)法自然排出，水位急劇抬高，至18時(shí)許掌子面積水深度達(dá)1.3 m，鉆孔作業(yè)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，迫使施工暫停。為避免洞身遭受長(zhǎng)時(shí)間浸泡，暫時(shí)將出水的4個(gè)鉆孔用木楔封堵了3個(gè)。隨后增加了2臺(tái)160 kW離心泵，安裝Φ159排水鋼管2 488 m，并在洞外設(shè)三角堰簡(jiǎn)易流量裝置對(duì)出水量進(jìn)行量測(cè)，至6月23日洞內(nèi)積水基本排出。6月24日隧洞開(kāi)挖至樁號(hào)8+931處時(shí)掌子面右下部發(fā)生管狀涌水，到6月29日上午涌水量達(dá)500 m3/h，致使洞內(nèi)積水水位快速增高，掌子面水位驟漲至2.5 m高度，洞內(nèi)所有設(shè)備被淹。7月1日涌水量再度增大，達(dá)到930 m3/h。隨后又增加排水設(shè)備并架設(shè)Φ300排水鋼管2 488 m進(jìn)行洞內(nèi)搶險(xiǎn)抽排水，于9月10日排至掌子面位置。9月14日在堵水注漿準(zhǔn)備過(guò)程中掌子面涌水再次增大，達(dá)到1 640 m3/h，隧洞再次被淹，不得不加大排水設(shè)備投入，在距掌子面30m位置開(kāi)挖排水泵站洞旁安裝專用變壓器和315 kW離心泵、200 kW離心泵各1臺(tái)，并配置TOG-150-60-45潛水泵3臺(tái)用以調(diào)節(jié)水量，于10月26日排至掌子面，涌水量穩(wěn)定在860 m3/h，同時(shí)恢復(fù)掘進(jìn)施工。3號(hào)隧洞處理特大涌水地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程中，業(yè)主先后4次組織參建單位召開(kāi)涌水搶險(xiǎn)排水方案專題會(huì)議，邀請(qǐng)水利部水規(guī)總院和隧洞施工專家對(duì)方案進(jìn)行咨詢，專家們一致認(rèn)為發(fā)生如此地質(zhì)災(zāi)害不是一般性透水，應(yīng)是打透了地下暗河；隧洞穿越西秦嶺大斷裂帶，屬于“活動(dòng)性斷裂區(qū)域的隧洞”，最終確定了上述搶險(xiǎn)過(guò)程中采取的“堵排結(jié)合，以排為主”方案。

2.總干渠3號(hào)隧洞楊家大莊斜井主洞段變形、塌方處理

3號(hào)隧洞楊家大莊斜井主洞樁號(hào)13+610～14+368段為秦嶺北緣大斷裂影響段，該段埋深達(dá)770 m，屬深埋隧洞。開(kāi)挖揭示巖性為三疊系青灰色變質(zhì)砂與泥鈣質(zhì)板巖互層，巖石破碎，地質(zhì)條件復(fù)雜，為極不穩(wěn)定Ⅴ類圍巖。自2010年3月該洞段完成開(kāi)挖及一次支護(hù)以來(lái)，洞室收斂變形較大，大部分洞段出現(xiàn)噴混凝土裂縫、鼓包、掉塊和鋼拱架變形及塌方等險(xiǎn)情。業(yè)主于2010年5月20日組織監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位召開(kāi)專題會(huì)議，共同研究決定停止隧洞開(kāi)挖施工，集中處理變形，同步進(jìn)行二次鋼筋混凝土襯砌。該洞段歷時(shí)半年，于2010年11月底才完成變形處理。期間2010年5月28日晚處理樁號(hào)13+790處變形時(shí)突然發(fā)生大塌方，塌方空腔高達(dá)25～30 m，洞長(zhǎng)近200 m，塌方量近4 400 m3。業(yè)主于2010年6月2日組織監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位召開(kāi)專題會(huì)議，確定了固結(jié)灌漿、鋼拱架、超前管棚、噴混凝土聯(lián)合支護(hù)加固、上下臺(tái)階法開(kāi)挖的搶險(xiǎn)處理方案。經(jīng)晝夜奮戰(zhàn)，于7月31日完成搶險(xiǎn)。

3.總干渠7號(hào)隧洞涌水涌砂地質(zhì)災(zāi)害處理

7號(hào)隧洞全長(zhǎng)17 286 m，是引洮總干渠第二長(zhǎng)隧洞，進(jìn)口位于洮河流域，出口位于渭河流域，地質(zhì)條件復(fù)雜，災(zāi)害多發(fā)，多次遭遇我國(guó)水利史上罕見(jiàn)的涌水涌砂地質(zhì)災(zāi)害，被國(guó)內(nèi)地質(zhì)專家稱為“世界性施工難題”。施工過(guò)程中，造成TBM兩次卡機(jī)遇阻，建設(shè)者們先后4次調(diào)整和優(yōu)化施工方案，制定科學(xué)有效的攻堅(jiān)措施，先后采用了解圍TBM、長(zhǎng)大管棚、自進(jìn)式管棚、回填灌漿、固結(jié)灌漿等常規(guī)辦法都未能成功，最終采用水平凍結(jié)施工方案，拆解TBM，人工鉆爆開(kāi)挖主洞，才攻克了“世界性施工難題”。

（1）出口TBM掘進(jìn)3.0 km時(shí)因涌水涌砂卡機(jī)

2010年10月6日TBM從出口掘進(jìn)至60+939處（距出口3.062 km），遇到飽和含水疏松砂層出現(xiàn)卡機(jī)，通過(guò)采取增加高壓泵、鋼墊片并加大上下主推油缸壓力等自身解困措施，無(wú)法控制掘進(jìn)機(jī)栽頭現(xiàn)象，在強(qiáng)行推進(jìn)8 m后，TBM栽頭進(jìn)一步加劇，最大達(dá)到66.3 cm，同時(shí)推進(jìn)過(guò)程中管片破損、錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重，最大錯(cuò)臺(tái)達(dá)到15 cm，盾尾涌砂嚴(yán)重。為防止管片失穩(wěn)而造成更加嚴(yán)重的后果，經(jīng)研究決定不再?gòu)?qiáng)行推進(jìn)TBM，停機(jī)刀盤(pán)樁號(hào)為60+931（距出口3.07 km）。

經(jīng)過(guò)咨詢論證，將TBM在60+ 931處拆解，重新制造刀盤(pán)和盾體，移至進(jìn)口施工。同時(shí)增加4條支洞（1號(hào)廟咀斜井、2號(hào)虎家泉斜井、3號(hào)紅山屲斜井、4號(hào)吳家坪平支洞）和利用閻家溝豎井人工處理設(shè)計(jì)單位補(bǔ)充探明的8段含水疏松砂層洞段，然后TBM空推安裝管片。

2011年1月廟咀、虎家泉、紅山屲斜井和吳家坪平支洞全面開(kāi)工并在合同工期內(nèi)全部完成各自承擔(dān)的開(kāi)挖任務(wù)。同時(shí)從出口掌子面向上游方向?qū)BM卡機(jī)段65.58 m含水疏松砂層洞段施工，常規(guī)的超前注漿、繞洞等方案均先后受阻。經(jīng)過(guò)咨詢論證調(diào)整為從4號(hào)吳家坪平支洞下游方向采用水平旋噴樁超前支護(hù)法施工，但因含水疏松砂地層中存在空隙、空穴，水平鉆孔無(wú)法成型，施工被迫停止。經(jīng)過(guò)水規(guī)總院專家咨詢論證，確定采用凍結(jié)施工方法，從出口工作面處理22 m主洞開(kāi)挖襯砌和22.4 m管片變形段拆除襯砌，從4號(hào)吳家坪平支洞工作面處理 43.58 m主洞開(kāi)挖襯砌，共采用凍結(jié)法施工88 m。

（2）進(jìn)口TBM掘進(jìn)11.1 km時(shí)因涌水涌砂卡機(jī)

2012年4月30日TBM掘進(jìn)至57+835（距進(jìn)口11.12 km）時(shí)，掌子面發(fā)生嚴(yán)重涌水、涌砂，造成TBM卡機(jī)被困無(wú)法繼續(xù)向前掘進(jìn)。5月10日參建各方召開(kāi)專題會(huì)議進(jìn)行研究，認(rèn)為采取洞內(nèi)措施及自身解困措施不能使TBM脫困，決定調(diào)整施工方案，增設(shè)5號(hào)、6號(hào)斜井，在3號(hào)斜井的配合下人工開(kāi)挖主洞57+835～58+571，同時(shí)由TBM解困后空推安裝管片。具體為5號(hào)斜井設(shè)計(jì)全長(zhǎng)590 m，坡度12.9°，相交于主洞57+840處，計(jì)劃完成其上游5m主洞開(kāi)挖施工，并脫困處理TBM；6號(hào)斜井設(shè)計(jì)全長(zhǎng)550 m，坡度12.7°，相交于主洞58+015處，計(jì)劃完成上游57+840～58+015段175m、下游58+015～58+195段180m共計(jì)355m的主洞掘進(jìn)施工；3號(hào)斜井繼續(xù)向上游掘進(jìn)58+195～58+571段376 m。人工開(kāi)挖隧洞貫通后TBM空推安裝管片。

早期高血壓患者腎損傷極少發(fā)生腎臟結(jié)構(gòu)以及形態(tài)變化，且并非典型的臨床癥狀，應(yīng)當(dāng)找出檢測(cè)早期腎損傷的重要指標(biāo)。研究報(bào)道表明，反映早期腎臟損傷極其重要的指標(biāo)就是Hcy、Cys C。

2012年10月，新增5號(hào)斜井掘進(jìn)350 m、6號(hào)斜井掘進(jìn)455 m后均進(jìn)入含水疏松砂地層，先后發(fā)生了嚴(yán)重的涌水涌砂災(zāi)害，隧洞嚴(yán)重變形，掌子面失穩(wěn)。對(duì)此先后采取上下臺(tái)階法、環(huán)形預(yù)留核心土法、對(duì)一次支護(hù)鋼拱架進(jìn)行套拱加固、置換變形段鋼拱架、封閉掌子面、攔擋涌砂、加強(qiáng)排水、降低地下水水位等常規(guī)施工方法均無(wú)效果，施工被迫停止。

（3）TBM脫困及含水疏松砂層洞段凍結(jié)施工方案的確定

2012年12月，根據(jù)7號(hào)隧洞進(jìn)口和5號(hào)、6號(hào)斜井施工單位制定的下一步施工方案，業(yè)主組織參建各方對(duì)繞洞、長(zhǎng)大管棚注漿法、水平旋噴樁法、盾構(gòu)法、凍結(jié)法等施工方案進(jìn)行比較后認(rèn)為，凍結(jié)法施工方案工期和投資控制風(fēng)險(xiǎn)最低，擬對(duì)凍結(jié)施工方案做細(xì)化研究。根據(jù)設(shè)計(jì)單位再次補(bǔ)充勘探結(jié)果和對(duì)新增5號(hào)、6號(hào)斜井及7號(hào)隧洞進(jìn)口TBM卡機(jī)斷面實(shí)際揭示的地質(zhì)情況，分析57+835下游約有270 m（57+835～58+105）洞段為含水疏松沙地層，需要采用凍結(jié)法處理，其余409 m（58+105～58+514）從下游紅山屲斜井采用鉆爆法繼續(xù)向上游掘進(jìn)完成。建設(shè)方會(huì)同設(shè)計(jì)單位邀請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)凍結(jié)施工方案進(jìn)行研究編制，2012年12月14日、17日和2013年1月1日省水利廳三次組織參建各方進(jìn)行專題研究，從工期、投資控制的可行性分析，編制了7號(hào)隧洞TBM解困及57+835以下220 m含水疏松沙地層洞段凍結(jié)法施工方案。

遵照2013年2月3日習(xí)近平總書(shū)記視察時(shí)的指示，水利部2013年2月18日～20日組織國(guó)內(nèi)水利、凍結(jié)施工專家到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，專題研究咨詢論證了7號(hào)隧洞含水疏松砂地層凍結(jié)施工方案。結(jié)合設(shè)計(jì)單位的補(bǔ)勘結(jié)果和此段270 m含水疏松砂層的情況確定凍結(jié)施工方案：一是解困TBM方案。在7號(hào)隧洞TBM卡機(jī)下游樁號(hào)57+842處增設(shè)1個(gè)豎井、深248m，上游方向?qū)BM盾體外圍采用水平凍結(jié)進(jìn)行加固，開(kāi)挖主洞7 m，在凍土帷幕保護(hù)下實(shí)施TBM解困措施，并承擔(dān)下游方向的41 m主洞凍結(jié)開(kāi)挖任務(wù)；二是57+883～58+105疏松砂層洞段施工方案。在57+995處增設(shè)1個(gè)豎井、深212m，采用凍結(jié)法開(kāi)挖豎井和形成上、下游兩個(gè)工作面開(kāi)挖主洞222m。

隨后，新中標(biāo)的施工單位在地面垂直凍結(jié)孔打鉆時(shí)又遇地下空隙、空穴等松散地層發(fā)生打鉆漏漿，導(dǎo)致成孔十分艱難。經(jīng)邀請(qǐng)專家咨詢，采取邊注漿、邊打孔的施工方案，解決了漏漿塌孔難題，完成了凍結(jié)孔施工作業(yè)，并順利完成兩個(gè)豎井凍結(jié)開(kāi)挖，轉(zhuǎn)入主洞凍結(jié)開(kāi)挖。同時(shí)對(duì)6號(hào)斜井洞軸線進(jìn)行調(diào)整后順利掘進(jìn)至主洞并完成主洞開(kāi)挖 177.7 m （58+065～58+242.7），直到上游掌子面（58+065處）發(fā)生涌水涌砂時(shí)停止向前開(kāi)挖。

（4）凍結(jié)施工洞段二次襯砌所采取的處理措施

在對(duì)凍結(jié)施工的含水疏松砂地層洞段永久襯砌管片進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計(jì)的襯砌管片+豆礫石回填灌漿支護(hù)襯砌無(wú)法滿足隧洞安全運(yùn)行條件。綜合考慮投資、工期等因素，擬定了四種比選方案，經(jīng)過(guò)水利部專家組咨詢論證后，建議拆解TBM，把原設(shè)計(jì)TBM安裝管片改為人工現(xiàn)澆鋼筋混凝土襯砌方案。即：TBM不再空推安裝管片，就地拆解；剩余洞段改為人工現(xiàn)澆50 cm厚的鋼筋混凝土。

4.總干渠15號(hào)隧洞超飽水黃土處理

15號(hào)隧洞全長(zhǎng)4 762 m，位于定西市安定區(qū)團(tuán)結(jié)鎮(zhèn)、隴西縣馬河鎮(zhèn)境內(nèi)，隧洞洞身圍巖為可塑～硬塑狀的重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土和軟塑狀粉質(zhì)壤土、砂壤土組成，整體土層具有不均一性，圍巖性狀差異大，地下水水位高于洞頂4～37 m，受地下水長(zhǎng)期浸潤(rùn)作用土體處于飽和狀態(tài)，洞內(nèi)圍巖屬極不穩(wěn)定的Ⅴ類圍巖，開(kāi)挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間短，側(cè)墻和拱腳易發(fā)生剝落、滑塌，頂拱易掉塊、塌方，掌子面易出現(xiàn)滑塌、流土等現(xiàn)象，成洞條件差。

2008年5月12日隧洞施工掘進(jìn)至101+920時(shí)，掌子面及已開(kāi)挖洞壁滲水明顯增大，掌子面處拱頂出現(xiàn)掉塊且局部發(fā)生坍塌。隨后在噴混凝土封閉掌子面的過(guò)程中拱頂坍塌范圍擴(kuò)大并出現(xiàn)流土、流泥現(xiàn)象，超前小管棚被塌方體破壞，導(dǎo)致噴混凝土作業(yè)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。至次日上午塌方體填滿了長(zhǎng)度20 m（101+915～935）隧洞范圍，塌方量約為2 500 m3，塌方洞段拱頂形成較大空腔。5月14日業(yè)主組織參建各方在現(xiàn)場(chǎng)決定：鑒于空腔上部土體不間斷坍塌，已危及隧洞內(nèi)作業(yè)安全，即刻在塌方體附近洞段施作擋土墻，采用大管棚超前支護(hù)，上下臺(tái)階法開(kāi)挖，緊跟開(kāi)挖面進(jìn)行支護(hù)、鋼筋混凝土襯砌的方法穿越隧洞塌方洞段；2009年2月26日隧洞開(kāi)挖至102+343坡兒下河道內(nèi)時(shí)掌子面拱頂部位滲水量急劇增加，拱頂砂礫層隨著水流開(kāi)始坍塌，持續(xù)坍塌高度2 m左右，隨后施工單位組織人員施做小導(dǎo)管、掛鋼筋網(wǎng)片，在塌空區(qū)回填方木等柔性材料控制塌方，然后噴混凝土封閉掌子面、停止隧洞掘進(jìn)。開(kāi)始實(shí)施洞外降水措施，在坡兒下溝道內(nèi)增設(shè)降水井，將地下水水位降低到底板高程以下后采用“自進(jìn)式超前注漿錨桿”對(duì)圍巖進(jìn)行加固，隨后采用上下臺(tái)階法分步實(shí)施隧洞掘進(jìn)，上臺(tái)階施工時(shí)對(duì)拱部采用鋼插板、珍珠巖粉及掛網(wǎng)噴C20混凝土支護(hù)并封閉掌子面，下臺(tái)階開(kāi)挖后采用干硬性混凝土及時(shí)封閉底板等綜合加固方案對(duì)塌方段進(jìn)行了處理；2009年6月下旬高泉河平支洞向上游掘進(jìn)至樁號(hào)103+778后掌子面出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，局部有股狀流水，同時(shí)伴有塌方、掉塊及涌泥涌沙現(xiàn)象。8月5日掘進(jìn)至103+770處時(shí)掌子面右側(cè)拱腰發(fā)生塌方，出現(xiàn)涌水、突泥、流沙等現(xiàn)象，泥漿從掌子面流出300多m同時(shí)在該處發(fā)生了冒頂，由開(kāi)始的2 m持續(xù)擴(kuò)大在地表形成直徑約20 m、深7 m的塌陷坑。隨后采取了對(duì)塌陷坑進(jìn)行地表注漿加固坍塌體的措施，同時(shí)在坍塌坑上游采取開(kāi)挖降水井的方式進(jìn)行降水，并采用 “工字鋼代替管棚”“上下臺(tái)階法”的施工方法處理大塌方；2010年4月9日隧洞出口105+ 450處發(fā)生冒頂塌方，不到一分鐘整個(gè)洞內(nèi)從掌子面突出淤泥30多m遠(yuǎn)，涌泥迅速將掌子面前的機(jī)械除挖掘機(jī)外全部掩埋，隨后業(yè)主與建設(shè)各方采取超前大管棚注雙液漿并采用生石灰循環(huán)固結(jié)掌子面等施工方法處理冒頂塌方；2011年11月13日隧洞掘進(jìn)至樁號(hào)103+524時(shí)掌子面及洞頂出現(xiàn)大面積線狀和面狀水流，同時(shí)伴有掉塊現(xiàn)象發(fā)生，隨后由于滲水突然增大，洞頂發(fā)生突水、突泥，塌方十分嚴(yán)重，掌子面瞬間被塌方體全部堵塞，洞內(nèi)泥漿涌高達(dá)1 m之多，掘進(jìn)工作完全停止，掌子面附近的所有設(shè)備全部被埋。隨即研究采用“工字鋼棚代替管棚”“上下臺(tái)階法”的施工方法處理大塌方，取得了成效。

二、有關(guān)思考

1.多方關(guān)心支持，決策果斷及時(shí)

面對(duì)如此浩大艱巨的跨流域調(diào)水工程建設(shè)，省級(jí)層面成立了省引洮項(xiàng)目協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，由常務(wù)副省長(zhǎng)、分管副省長(zhǎng)親自掛帥，及時(shí)研究協(xié)調(diào)工程建設(shè)遇到的重大問(wèn)題；技術(shù)上與國(guó)家權(quán)威的技術(shù)咨詢公司簽訂技術(shù)咨詢協(xié)議，隨時(shí)深入工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研處理工程建設(shè)技術(shù)難題。堅(jiān)持專家咨詢、創(chuàng)新方法、科學(xué)論證的原則，敢于負(fù)責(zé)、及時(shí)決策，實(shí)現(xiàn)了總干渠隧洞的安全、有序施工，不斷取得了階段性成果，為實(shí)現(xiàn)引洮供水一期工程通水目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.提高前期設(shè)計(jì)深度，切實(shí)加強(qiáng)技術(shù)管理

引洮供水一期工程建設(shè)內(nèi)容多，勘測(cè)量大，工期緊，在勘測(cè)和前期調(diào)研工作中難免有不深不細(xì)和遺漏等現(xiàn)象，隧洞開(kāi)挖后揭示的實(shí)際地質(zhì)情況與勘測(cè)成果不符；勘探孔數(shù)量不足、勘探精度不夠，造成工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中發(fā)生大量的設(shè)計(jì)變更，導(dǎo)致投資增加較多。因此，一是業(yè)主單位要加強(qiáng)前期工作的技術(shù)管理，及時(shí)與勘察設(shè)計(jì)單位研究工程建設(shè)過(guò)程中可能遇到不良地質(zhì)條件下的應(yīng)對(duì)措施，以確保設(shè)計(jì)單位所提交的勘測(cè)資料和設(shè)計(jì)圖紙深度達(dá)到相應(yīng)階段的規(guī)范要求。二是在施工圖階段要根據(jù)工程建設(shè)情況，及時(shí)進(jìn)行必要的補(bǔ)充勘探設(shè)計(jì)工作，為正確制定科學(xué)合理施工方案提供準(zhǔn)確的依據(jù)?？偢汕?號(hào)隧洞分別于2009年6月、2010年6月、2011年4月、2013年2月先后四次進(jìn)行補(bǔ)充勘探工作，探明剩余洞段疏松沙層的分布及含水情況，為最終凍結(jié)法施工方案的選定提供了技術(shù)支撐。三是業(yè)主單位要加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案審查、圖紙審核和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)研究及交底等技術(shù)管理工作，同時(shí)要認(rèn)真審查施工單位提交的施工組織設(shè)計(jì)，避免因施工方案選擇不當(dāng)導(dǎo)致隧洞圍巖擾動(dòng)引起的麻煩。

3.建立專家咨詢論證機(jī)制，及時(shí)研究破解難題方案

引洮供水一期總干渠隧洞工程自開(kāi)工以來(lái)先后遇到巖溶通道涌水、秦嶺北緣斷裂帶、深埋隧洞高地應(yīng)力、含水粉細(xì)疏松砂巖層、飽水黃土層等的各類復(fù)雜的地質(zhì)難題，變形、塌方、突水、突泥險(xiǎn)情頻發(fā)。針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采取專家咨詢、科學(xué)論證、創(chuàng)新方法的原則解決難題。

在7號(hào)隧洞遇到含水粉細(xì)疏松砂巖層世界性地質(zhì)施工難題而舉步維艱的時(shí)候，如何在確保工期和投資增加最少的前提下，選擇最優(yōu)的技術(shù)方案是關(guān)鍵。業(yè)主會(huì)同設(shè)計(jì)單位邀請(qǐng)水利和鐵路、煤炭行業(yè)有關(guān)專家咨詢，借鑒國(guó)內(nèi)類似施工經(jīng)驗(yàn)，最終大膽引進(jìn)了凍結(jié)法施工方法。該方案的成功實(shí)施創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)大型水工隧洞在240多m埋深首次采用凍結(jié)法施工的先例，為今后類似地質(zhì)情況的隧洞施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

4.增強(qiáng)擔(dān)當(dāng)負(fù)責(zé)意識(shí),精準(zhǔn)開(kāi)展建設(shè)管理工作

引洮工程是解決甘肅中部地區(qū)400多萬(wàn)居民生產(chǎn)、生活用水和生態(tài)用水的救命工程，能早一天建成通水，受益區(qū)老百姓就能早一天喝上干凈甘甜的洮河水，就能早一天實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展，這一偉大而神圣的使命應(yīng)印記在每一位參建者心里，深知使命光榮、責(zé)任重大，從前期工作到工程建成期間毫不松懈，尤其是當(dāng)總干渠 18座隧洞中的17座提前貫通，唯獨(dú)剩余7號(hào)隧洞由于遭遇世界性地質(zhì)施工難題而舉步維艱的時(shí)候，正面臨著施工技術(shù)方案、工期和投資的艱難選擇，在確保工期和投資增加最少的前提下，多次調(diào)整選擇了最優(yōu)的技術(shù)方案。TBM在隧洞出口、進(jìn)口施工遇阻需要調(diào)整方案，新增6條斜井須重新選擇施工隊(duì)伍時(shí)，先后邀請(qǐng)?jiān)谝黄诠こ糖捌谑┕ぶ行抛u(yù)度較好的幾家施工單位進(jìn)行投標(biāo)，從中選用了有實(shí)力有能力的施工隊(duì)伍，承擔(dān)了艱巨的攻堅(jiān)克難任務(wù)。

責(zé)任編輯 李建章

Tunnel construction and operation under unfavorable geologic conditions on main canal of Phase-I Water Diversion Project from Tao River in Gansu Province

Xu Chongfeng

In the construction of large-scale water diversion project,tunnels as popular structures are usually included. During the construction and operation of main canal for Phase-I Water Diversion Project from Tao River in Gansu Province,considerations had been given to unfavorable geological conditions such as water burst,geostatic stress of deep tunnel,loose sand strata and saturated loess.The practice can provide experiences to similar projects for geological hazard prevention and control.

construction and management;construction technology;diversion tunnel;Diversion Project from Tao River; Gansu

TV672+TV698

B

1000-1123（2016）18-0040-04

2016-08-24

徐崇鋒，董事長(zhǎng)。