新武隆隧道2#暗河施工方案研究

王輝++王明斌+謝興富++古騰+聶凱翔+吳勇

摘要： 隧道穿越地下暗河時易發(fā)生突水突泥災(zāi)害，破壞區(qū)域水文環(huán)境，影響隧道施工和運(yùn)營.本文介紹了新武隆隧道2#地下暗河的施工處理技術(shù)，詳細(xì)介紹了該暗河的施工處理方法。該方案取得了較好的效果，對類似工程具有借鑒意義。

Abstract： Water and mud disastrous event may happen when tunnel passes through underground river， damaging regional hydrological environment and affecting the construction and operation of the tunnel. This paper introduces the construction technology of 2# underground river of Xinwulong tunnel. The program has achieved good results， and can provide a reference for similar projects.

關(guān)鍵詞： 新武隆隧道；地下暗河；施工處理

Key words： Xinwulong Tunnel；underground river；construction treatment

中圖分類號：U455.49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）08-0136-02

1 工程概況

新武隆隧道隧址位于烏江邊，所在地區(qū)屬烏江峽谷剝蝕中低山地貌。線路并行于既有武隆隧道左側(cè)20～60m，全長9442m，采用人字坡，隧址區(qū)山頂最大高程1113m，地形起伏較大，進(jìn)口段自然坡度為10～30°，出口段自然坡度為15～25°。

2 地質(zhì)、水文概況

通過對既有2#暗河地質(zhì)調(diào)查，其地質(zhì)巖性主要以灰?guī)r、鹽溶角礫巖為主，圍巖較破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，存在夾黃泥等現(xiàn)象。根據(jù)既有線施工揭示，2#暗河最大涌水量達(dá)8.03×104m3/d，在枯水期時水量很小。暗河下游過水能力有限，暴雨水位會上漲。

3 2#地下暗河概況

2#暗河橫穿新武隆隧道，通過既有線泄水洞進(jìn)入到2#暗河內(nèi)實(shí)地施工調(diào)查揭示，2#暗河在施工段內(nèi)總長約170m，呈倒“L”型，與新建線在ZDK179+936～ZDK179+948段正交，往新建線左側(cè)貫通70m后折向大里程方向，暗河尾端約60m位于新建線左側(cè)30m～45m。目前溶洞凈高約1m～6m，新建線路中線位置溶洞凈高約1.5m，溶洞頂部標(biāo)高與新建線路軌頂面標(biāo)高基本一致，溶洞底面為充填塊石，2#暗河徑流方向自左向右，目前溶洞水量較小。通過對既有2#暗河地質(zhì)調(diào)查，其地質(zhì)巖性主要以灰?guī)r、鹽溶角礫巖為主。

4 施工方案

目前在國內(nèi)外隧洞施工中，隧道內(nèi)暗河處理的措施大體上分為三大類 ，即排除暗河的方法（排水法）、阻止暗河的方法（止水法）和跨越法。并遵照“確保安全、排堵結(jié)合、綜合治理”的原則，研究了方案[1]。此暗河主要采用了“止-排”相結(jié)合的方法進(jìn)行治理，具體施工方案如下。

4.1 排水

如圖1所示，在ZDK179+840左側(cè)20m增設(shè)1#橫通道，長度110m，橫通道凈空斷面為5m×6m，揭穿2#暗河，在2#暗河與1#橫通道交會位置設(shè)集水消能池；同時在ZDK179+915處設(shè)置2#過水洞下穿新建隧道，將1#橫通道與既有線2#暗河集水廊道貫通，澆筑橫通道底板混凝土，過水洞凈空斷面為3.5m×3.65m，過水洞長約72m。1#橫通道施工時直接將水抽排到正洞，2#過水洞施工期間在橫通道與過水洞交匯位置設(shè)積水坑進(jìn)行二次抽排至正洞。正線配置5臺7.5kW的抽水機(jī)，1#橫通道配置3臺7.5kW的抽水機(jī)。若正線施工期間遇涌水且高于預(yù)留截水墻時，采取沙袋修建攔水壩，并用抽水設(shè)備排除涌水。

4.1.1 施工1#橫通道

正洞掌子面施工至ZDK179+875里程時開始單獨(dú)組織人員及機(jī)械設(shè)備資源進(jìn)行1#橫通道與2#過水洞施工，施工中保證正洞掌子面超前橫通道掌子面20m～30m。1#橫通道開口里程為ZDK179+840，位于線路左側(cè)20m，1#橫通道開挖斷面為6.4m×7.2m，線路縱坡為8.4%下坡，1#橫通道與2#過水洞相交前后共20m縱坡為3‰；V級圍巖初期支護(hù)措施為I16型鋼鋼架，鋼架間距1m/榀，初支噴射混凝土厚度為20cm，二次襯砌為50cm厚的C35鋼筋混凝土。施工中采用全斷面掘進(jìn)，40型側(cè)翻裝載機(jī)裝渣。1#橫通道與2#暗河巖盤厚度預(yù)留3m暫停施工，開始進(jìn)行2#過水洞施工，待2#過水洞與既有線2#暗河集水廊道貫穿后再揭穿1#橫通道與2#暗河間的巖盤厚度。

4.1.2 施工2#過水洞

2#過水洞于ZDK179+915下穿正洞，下穿正洞的巖盤厚度為3m，開挖斷面尺寸為4.9m×4.8m，縱坡為10%。過水洞采用V級圍巖支護(hù)，拱墻設(shè)置I14型鋼鋼架，鋼架間距1.0m/榀。拱墻噴射20cm厚的C25混凝土，二次襯砌為C35鋼筋混凝土，厚度為50m。施工中采用全斷面開挖，下穿正洞前后20m時循環(huán)進(jìn)尺為1m，其余循環(huán)進(jìn)尺為2m。爆破后采用40型裝載機(jī)將洞渣運(yùn)到與1#橫通道相交位置再采用汽車運(yùn)到洞外。2#過水洞施工完畢后揭穿1#橫通道與2#暗河間的巖盤。

4.1.3 施工消能臺階與消能池

為了降低流水對廊道的沖刷，在2#暗河溶腔與2#橫通道間的連接段設(shè)置消能臺階及消能池（見圖2）。消能臺階高0.5m、寬1m；消能池長5m、擋墻高1m、寬1m，底板厚0.75m。endprint

4.2 擋水

首先在暗河入水口處設(shè)置格柵擋墻，防止塊石沖入排水廊道引起堵塞；之后在正洞對應(yīng)2#暗河上游位置修建截水擋墻，將2#暗河流水全部引排到新建2#過水洞，避免豐水期地下水位超過隧道高程引發(fā)災(zāi)害；最后在揭露的2#暗河底板處采用鋼筋砼澆筑，阻止暗河水對其進(jìn)一步溶蝕，其示意圖如圖3所示。

4.2.1 施工格柵擋墻

為了防止塊石沖入排水廊道，在入水口設(shè)置P43鋼軌格柵擋墻。格柵基礎(chǔ)開挖為：深度2m，寬度3m，擋墻分兩次澆筑，每次澆筑1m高。同時格柵基礎(chǔ)兩端頭位置鑲?cè)牖鶐r1m、寬3m。擋墻單側(cè)安裝模板，迎水面?zhèn)炔捎脻M槽澆筑。第一次澆筑完后在混凝土頂采用？準(zhǔn)16鋼筋按0.3m間距梅花型布置施工縫接茬筋，同時設(shè)中埋式止水帶。第二次澆筑混凝土前在與流水面底板混凝土相接位置預(yù)埋中埋式止水帶及底板連接鋼筋。格柵鋼軌安裝間距0.5m*0.5m，鋼軌交叉位置采用“U”型？準(zhǔn)16鋼筋焊接。鋼軌格柵外露高度2m，鋼軌埋入基礎(chǔ)1m?；A(chǔ)砼標(biāo)號為C35。

4.2.2 施工截水墻

在正洞對應(yīng)2#暗河上游位置修建截水擋墻，將2#暗河流水全部引排到新建2#過水洞。截水擋墻下設(shè)托梁，托梁總長26m，兩端嵌入完整基巖各2m，托梁寬2.2m，高度為1.75m。截水擋墻厚度為2m，為了保證擋墻與周邊圍巖有效連接，在圍巖周邊按1m間距成梅花型安設(shè)4m長的錨桿。托梁主筋為？準(zhǔn)28，截水擋墻主筋為？準(zhǔn)28mm鋼筋間距20cm，分布筋為？準(zhǔn)12mm雙層鋼筋，鋼筋凈保護(hù)層厚度為5cm。

4.2.3 2#暗河底板施工

2#暗河底板采用鋼筋砼澆筑，砼厚度50cm，主筋為？準(zhǔn)18mm鋼筋間距20cm，分布筋為？準(zhǔn)12mm雙層鋼筋，鋼筋凈保護(hù)層厚度為5cm。墻身厚40cm，主筋為？準(zhǔn)18mm鋼筋間距20cm，分布筋為？準(zhǔn)10mm雙層鋼筋，鋼筋凈保護(hù)層厚度為5cm底板砼標(biāo)號為C35。

5 結(jié)論

通過施工1#橫通道、 2#過水洞，與2#暗河間的巖盤揭穿；在正洞對應(yīng)2#暗河上游位置修建截水擋墻，將2#暗河流水全部引排到2#過水洞的方法，達(dá)到了預(yù)期的效果。該方案部分地改變了暗河系統(tǒng)局部地段地下水流向，對隧道結(jié)構(gòu)影響??； 排水洞與隧道施工相互干擾小，有效控制了突泥突水的風(fēng)險， 確保了隧道施工安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳紹林，李茂竹，陳忠恕，等.四川廣（安）-渝（重慶）高速公路華鎣山隧道巖溶突水的研究與整治[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2002，21（9）：1344-1349.

[2]舒東利.合肥地區(qū)膨脹土地層淺埋暗挖隧道設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2016.

[3]張興林.天心山隧道進(jìn)口段軟弱膨脹圍巖的開挖與支護(hù)[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報，2004（S1）.endprint