高原隧道施工防排水方法研究

（中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司,湖北 十堰 442013）

高原隧道施工時常常會因?yàn)榇┰礁凰貙印鄬佣l(fā)出水問題，長期以往必然會損壞此地區(qū)的水循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)而對人們的日常生活造成一定影響。鑒于此，相關(guān)人員在施工前要勘測好附近環(huán)境，了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)與人文情況，在施工過程中遵守我國施工標(biāo)準(zhǔn)，提升防排水水平。

一、項(xiàng)目概況

覺巴山隧道建設(shè)在我國西藏自治區(qū)芒康縣境內(nèi)，和早已建成的國道318線緊密相連。其海拔3200m，隧道主洞共6995m，平行導(dǎo)洞共6940m，按照國家三級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，是一條特長隧道。

對于橫斷山區(qū)而言，覺巴山路段的危險性是有目共睹的，此隧道正式開放后，輕松躲避了各種險段，大大節(jié)省了行車時間。不僅優(yōu)化了川藏線路況，在國防建設(shè)上也做出了巨大貢獻(xiàn)。

二、地質(zhì)水文情況

覺巴山隧道山體切割比較強(qiáng)烈，溝谷錯綜復(fù)雜，地下水徑流經(jīng)常被大氣等外界條件所影響?；鶐r裂隙水是洞內(nèi)的主要地下水，洞身少許部分為構(gòu)造裂隙水，實(shí)際涌水量為330m3/d，進(jìn)入正洞大里程施工路段存在F2斷層帶，采用相應(yīng)分析法得到以下預(yù)測結(jié)果：

三、高原隧道施工防排水方法探究

（一）反坡抽排水

1.具體實(shí)施方案

以覺巴山隧道為例，確定方案時以經(jīng)濟(jì)實(shí)用性為準(zhǔn)則，選用兩階段排水方法。

第一，隧道出口為反坡施工，若遇見涌水問題，立即就近開挖集水坑，通過潛水泵來引導(dǎo)集水坑與掌子面中的積水，然后再利用箱式移動泵將其排到隧道外。若掌子面出現(xiàn)大面積涌水，則要安裝應(yīng)急箱式轉(zhuǎn)泵站，進(jìn)行排水工作。

表1 降水入滲法涌水量計(jì)算表

表2 地下水動力分析法涌水量計(jì)算表

第二，反坡施工路段使用移動泵站把水引到泵站水倉，然后采用動力泵送把水引到污水沉淀池，進(jìn)而流進(jìn)隧道外的排水體系中。主洞進(jìn)行順坡施工，排水工作使用順坡自然引排，如果在仰拱、掌子面施工時發(fā)生散水情況，布置臨時集水坑，通過小型抽水機(jī)把水引到洞內(nèi)就近水溝，順坡流進(jìn)泵站水倉，利用動力泵送再把其引到隧道外的排水體系中。

2.排水系統(tǒng)布置

為保證施工工序有序進(jìn)行，提高空間利用率，在緊急停車帶處安裝泵站和水箱，間距控制在800m左右，抽排水管路也布置在緊急停車帶加寬側(cè)。在中心排水溝檢測位置布置集水坑、移動泵站以及潛水排污泵，把水箱和固定泵站安置在專門的加寬帶上，確定水箱容量時根據(jù)5min匯水量的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，結(jié)構(gòu)規(guī)定為5m×2m×2m。根據(jù)隧道實(shí)際情況，一共安裝14處固定泵站，2處移動泵站。

（二）凍土層處理

在高原隧道施工過程中碰見凍土層是十分常見的事，其防排水處理要堅(jiān)持以下原則：保護(hù)凍土、從根治理、地表截排降綜合處理，洞內(nèi)排堵綜合處理，做到全面治理。

1.針對#2沖溝采用地表處理方法，保證其排水通暢；在線路上游設(shè)置降水井，阻隔凍結(jié)層上水的滲漏渠道，從而降低地下水位。

2.在其原來注漿范圍之上，順著路徑兩側(cè)合理增加帷幕注漿面積，對隧道圍巖采取注漿堵水。

3.在洞外出水口位置與洞內(nèi)水溝處安裝加熱電纜，實(shí)現(xiàn)沿程加熱，確保冬天水溝不結(jié)冰，洞內(nèi)排水暢通，出水口不結(jié)冰。

4.在初次襯砌和二次襯砌過程中實(shí)施全斷面回填注漿，以填補(bǔ)縫隙，避免兩層襯砌之間出現(xiàn)積水，封堵地下水順著兩層襯砌流動的可能路徑。值得注意的是：在結(jié)束縱向、橫向縫和初次、二次襯砌回填注漿工作后，在#1沖溝段依然存在一些集中出水點(diǎn)，對此相關(guān)人員采取了圍巖注漿堵水方法。處理過程比較棘手，雖然暫時堵住了滲漏水但隔一段時間又發(fā)現(xiàn)新的出水點(diǎn)。經(jīng)過數(shù)次的改良工作，集中出水點(diǎn)徹底得到根治，杜絕了滲漏問題。

5.完成正洞注漿后，#1、#2沖溝段分布的避車洞均有滲漏問題發(fā)生，特別是#1沖段的情況最為惡劣，某車洞內(nèi)有3個注漿鉆孔的出水量高達(dá)25m3/d，剩下的車洞有些是底板滲水、有些是預(yù)埋盲管滲水，還有一些壁面出水。相關(guān)人員對此使用了化學(xué)注漿處理方法，選擇了具有良好滲透性的漿液，在出水位置鉆孔對初襯和圍巖間的縫隙采取了化學(xué)注漿。

（三）掌子面涌水處理

為解決掌子面涌水問題，可采取以下措施：

1.在施工過程中加強(qiáng)水文地質(zhì)的超前預(yù)報(bào)工作，提高涌水量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。對施工階段地表水體的檢查和監(jiān)測予以高度重視，做好預(yù)警工作，實(shí)現(xiàn)信息化施工，同時布置好應(yīng)急措施，全面保證施工安全。

2.覺巴山隧道地下水的排放與流通途徑以斷層破碎帶為主，具有較強(qiáng)的富水性，對高原隧道圍巖的穩(wěn)固性造成不良影響，極易引發(fā)冒頂、涌水等問題。由于隧道排水會降低2#溝泉眼出水量，對附近居民飲用水帶來安全問題，所以針對物探低阻異常帶以及斷層破碎帶實(shí)施全斷面注漿，以提升圍巖穩(wěn)定性，避免其對飲用水源造成不良影響。注漿工作開始前，先進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，了解圍巖地質(zhì)情況。

（四）關(guān)于環(huán)境保護(hù)

1.生態(tài)環(huán)境。在隧道施工過程中要注意保護(hù)樹木植被，盡量保持其原狀，若遇到特殊情況必須砍除，先要得到相關(guān)部門的允許，不可亂砍亂伐。對于施工中產(chǎn)生的垃圾、有害物質(zhì)等，要采用焚燒或者其他科學(xué)方法處理完畢后深埋到監(jiān)理人員要求的地點(diǎn)，避免傷害動植物。對裸露的地表進(jìn)行植物覆蓋，避免水土流失。

2.水資源。處理生活廢水和施工污水時可參考以下流程：一是污水通過柵網(wǎng)進(jìn)入調(diào)節(jié)池，阻擋一些比較小的雜質(zhì)。二是在沉淀池之前建設(shè)好調(diào)節(jié)池，協(xié)調(diào)污水的水質(zhì)與水量，協(xié)調(diào)好的污水通過撕裂式防堵塞污水泵提高到斜管沉淀池。三是減少生化處理壓力，在充氧膜過濾池之前布置好集除油、沉淀和沉沙為一體的斜管沉淀池，讓污水中的油渣得以上浮，雜質(zhì)得以下沉。四是對流進(jìn)充氧膜濾池污水進(jìn)行生化處置。五是處理后的污水進(jìn)入反沖洗清水池，儲存部分經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)的水。

四、結(jié)語

提高高原隧道施工質(zhì)量，必須要加強(qiáng)防排水工作。相關(guān)人員必須要結(jié)合實(shí)際情況，在實(shí)踐中有針對性的優(yōu)化方法對策，以不斷提高治水效率，確保施工順利進(jìn)行。