水庫輸水隧洞施工突發(fā)涌水的預(yù)防及搶險(xiǎn)案例分析

楊　權(quán)

(貴州水利實(shí)業(yè)有限公司,貴州 貴陽 550002)

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水庫輸水隧洞施工突發(fā)涌水的預(yù)防及搶險(xiǎn)案例分析

楊權(quán)

(貴州水利實(shí)業(yè)有限公司,貴州 貴陽 550002)

突發(fā)涌水是當(dāng)前水庫輸水隧道施工中常見的問題，對(duì)后續(xù)施工有嚴(yán)重的影響。為了探究施工過程中突發(fā)涌水的施工現(xiàn)狀，在該文中以貴定縣四寨水庫灌溉工程為例，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)突發(fā)涌水的預(yù)防和搶險(xiǎn)措施進(jìn)行分析。

水庫輸水；隧洞施工；突發(fā)涌水；預(yù)防措施

隧洞施工本身比較復(fù)雜，在后續(xù)干預(yù)過程中，必須從實(shí)際施工現(xiàn)狀入手，掌握施工體系的具體要求，根據(jù)已有施工體系的形式，做好預(yù)防和搶險(xiǎn)工作，避免對(duì)工程施工造成嚴(yán)重的影響。影響圍巖施工質(zhì)量的因素很多，為了降低其應(yīng)用強(qiáng)度，必須對(duì)地下水位進(jìn)行分析，掌握其深度。涌水是松散破碎的物質(zhì)和高壓水一起涌入洞內(nèi)的現(xiàn)象，也是當(dāng)前隧道施工常見的地質(zhì)災(zāi)害，在具體施工過程中必須對(duì)其引起重視，做好預(yù)防和管理工作。

1　案例分析

貴定縣四寨水庫灌溉工程位于貴定縣新鋪鄉(xiāng)境內(nèi)，距貴定縣城公路23km，縣城內(nèi)有黔桂、湘黔兩條鐵路通過，灌區(qū)內(nèi)有貴定至光明、貴定至新巴兩條公路貫通，有一條鄉(xiāng)村公路至壩址。隧洞進(jìn)口沿進(jìn)壩公路布置，隧洞全長2335.96m，其中在出口段樁號(hào)2+050遇溶洞繞道開挖增長9.561m，支洞斜長125.1m，整個(gè)洞線分布有泥盆系上統(tǒng)堯梭組、二迭系下統(tǒng)梁山的砂頁巖夾碳質(zhì)灰?guī)r，棲霞組(P1Q)含隧石結(jié)核灰?guī)r、泥質(zhì)頁巖，中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及茅口組(P1M)中厚層灰?guī)r，呈泥夾石，其中有地質(zhì)不良段60m，局部地質(zhì)不良段35m，有一條F6斷層與洞軸線方向呈小角度斜交，有一條暗河平行于洞軸線且與洞軸線斜交45°下泄，且有落水洞沿?cái)鄬臃较虺蚀闋?。在副洞與主洞交叉口至出口段有負(fù)地形地貌。

2　工程施工涌水的嚴(yán)重性

在實(shí)踐過程中必須對(duì)隧洞建設(shè)引起重視，掌握施工形式的重要性。以下將對(duì)隧道工程施工涌水的嚴(yán)重性進(jìn)行分析。

2.1施工難度

四寨水庫輸水隧洞進(jìn)口距出口臨時(shí)公路較長，在施工現(xiàn)場布置時(shí)盡可能利用空間和平面位置，同時(shí)也考慮到施工必須的設(shè)施和條件，使人力、物力和機(jī)械效率能夠充分發(fā)揮，為工程順利完成奠定基礎(chǔ)。在后續(xù)施工過程中，需要從整體布局入手，掌握隧洞施工具體發(fā)展要求，按照現(xiàn)有施工形式的變化趨勢，對(duì)具體施工類型進(jìn)行分析。如果出現(xiàn)嚴(yán)重的涌水現(xiàn)象，必然會(huì)增加后續(xù)危害性[1]。

2.2施工質(zhì)量

隨著我國水利工程數(shù)量的不斷增加，在后續(xù)干預(yù)階段必須落實(shí)有效的防護(hù)措施，根據(jù)隧洞具體施工機(jī)制的要求，對(duì)各個(gè)地層進(jìn)行有效分析，避免出現(xiàn)滲水的情況。但是在具體施工過程中，地質(zhì)情況容易受到多種因素的影響，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。調(diào)水工程本身比較復(fù)雜，多個(gè)深度施工機(jī)制會(huì)對(duì)整體施工形式造成影響，因此在施工期間需要做好各方面的管理工作，避免對(duì)工程質(zhì)量造成影響[2]。

3　輸水隧洞施工突發(fā)涌水的預(yù)防措施分析

根據(jù)水庫輸水隧洞施工機(jī)制的特殊性，在后續(xù)施工過程中要從當(dāng)前施工現(xiàn)狀入手，結(jié)合工程發(fā)展現(xiàn)狀做好后續(xù)預(yù)防工作，保證施工的有效性和完善性。以下將對(duì)水庫輸水隧洞施工突發(fā)涌水的預(yù)防措施進(jìn)行分析。

3.1地質(zhì)勘查工作

根據(jù)水庫輸水隧洞施工機(jī)制的要求，在后續(xù)施工過程中為了減少不良因素的影響，需要從具體勘察現(xiàn)狀入手，結(jié)合各種勘查機(jī)制的具體化要求，將地質(zhì)勘查工作落實(shí)到實(shí)處。工作人員要對(duì)地下工程的具體施工引起重視，尤其是在大的施工環(huán)節(jié)，要對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)材料進(jìn)行分析和判斷，結(jié)合地質(zhì)預(yù)報(bào)形式的具體化要求，確定有效的處理措施。先要做好基礎(chǔ)性預(yù)報(bào)工作，根據(jù)地質(zhì)素描和控制機(jī)制的要求，對(duì)地質(zhì)條件有一定的了解，最終制定有效的施工計(jì)劃，避免對(duì)施工進(jìn)度造成影響。隨著技術(shù)體系的不斷發(fā)展，需要配合采用新型技術(shù)形式，包括鉆孔和聲波測試等，及時(shí)收集材料，為工程施工奠定基礎(chǔ)。根據(jù)地質(zhì)條件的要求，能為修改施工設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，使其適應(yīng)后續(xù)勘查工作的發(fā)展趨勢。在具體勘查過程中，要對(duì)突發(fā)涌水的發(fā)生幾率進(jìn)行預(yù)測，利用水平鉆孔超前灌漿,進(jìn)行防滲堵漏和圍巖加固處理[3]。

3.2合理布置洞線

由于洞線布置和后續(xù)防護(hù)形式之間存在必然的聯(lián)系，在地質(zhì)勘查和布置階段，要根據(jù)工程施工機(jī)制的具體化要求，保證洞線布局的有效性。在后續(xù)布置階段，要重視地質(zhì)條件的選擇，掌握具體設(shè)計(jì)原則，并從地質(zhì)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀入手，對(duì)布局形式進(jìn)行分析，避免出現(xiàn)涌水的現(xiàn)象。采用新型布局形式，能起到合理布線的作用。同時(shí)在后續(xù)布置階段能避開2km左右的不良地質(zhì)，進(jìn)而能保證后續(xù)布局形式符合常規(guī)布局形式。無論是從防止涌水還是減少滲流方面，對(duì)洞線進(jìn)行調(diào)整，必然會(huì)優(yōu)于其他布局形式，突出布局結(jié)構(gòu)的有效性和穩(wěn)定性。

3.3做好排水設(shè)施建設(shè)

該工程位于山區(qū)，施工和生活用水來源由業(yè)主負(fù)責(zé)從河道抽取，為滿足各施工場地用水累計(jì)埋設(shè)了輸水管道6400m，在每個(gè)工作面都修建了容量為20m3的高壓水池。在隧道后續(xù)布局過程中，針對(duì)結(jié)構(gòu)型式和洞口設(shè)計(jì)條件的特殊性，必須對(duì)設(shè)備選型和控制機(jī)制進(jìn)行有效的分析，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為核心，對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化建設(shè)。道路工程的排水設(shè)施涉及到涌水和滲流等問題，需要通過排水設(shè)施將污水排出洞外，保證挖掘工作的順利進(jìn)行。具體掘進(jìn)技術(shù)流程如圖1所示。

圖1　掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用流程分析

在具體施工過程中，由于滲水的存在，會(huì)不斷增加施工期間排水的難度。所以在后續(xù)利用過程中要根據(jù)深度規(guī)劃形式的結(jié)構(gòu)，在短時(shí)間內(nèi)確定排水系統(tǒng)，必要時(shí)留出適當(dāng)?shù)挠嗟?，做好整個(gè)排水系統(tǒng)的資源配置工作，滿足設(shè)計(jì)需求。

針對(duì)該工程進(jìn)口、出口的地貌情況，隧洞均不能直接掛口進(jìn)洞，對(duì)洞口位置進(jìn)行了拉槽，讓洞頂有足夠的穩(wěn)定厚度后方能進(jìn)行隧洞開挖。明槽開挖采用淺孔爆破的方式：首先對(duì)洞口底板高程中心位置及洞頂高程進(jìn)行測量放樣，計(jì)算洞頂穩(wěn)定厚度，按設(shè)計(jì)施工圖的開挖邊坡確定開挖邊線后，采用淺孔梯段爆破。

3.4涌水封堵處理

根據(jù)水庫施工現(xiàn)狀的特殊性，在隧洞整體施工階段需要考慮到處理形式的要求，對(duì)布局形式進(jìn)行全面的分析，做好預(yù)防處理工作。同時(shí)在施工階段要及時(shí)封堵通道，形成帷幕，避免在施工期間出現(xiàn)不良現(xiàn)象。如果在施工過程中出現(xiàn)涌水的情況，則需要及時(shí)采用灌漿處理措施。隧洞施工處理對(duì)整體施工機(jī)制有一定的影響，要做好探洞處理工作，避免巖溶出現(xiàn)涌水的情況。為了提升圍巖強(qiáng)度，工作人員必須掌握加固處理形式，隧洞超前灌漿的時(shí)間和隧洞開挖時(shí)間基本相當(dāng)。如果不采用超前灌漿,隧洞則需襯砌3m厚,必然會(huì)增加施工成本。為了保證整體施工安全，要及時(shí)對(duì)設(shè)備、施工工藝和工期進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)考慮到突發(fā)災(zāi)難的特殊性，保證投資估算的有效性[4]。

3.5灌漿處理措施

在對(duì)水庫輸水隧洞施工進(jìn)行處理的過程中，必須考慮到突發(fā)情況，做好工程施工處理機(jī)制。由于水庫施工的干擾性因素比較多，需要及時(shí)對(duì)洞口進(jìn)行灌漿處理，為了防止出現(xiàn)泄漏或者其他

不良反應(yīng)，在施工期間必須找到安全隱患因素，為了避免出現(xiàn)塌方或者涌水量過多的現(xiàn)象，可以采用高壓噴射的形式，對(duì)兩側(cè)工程進(jìn)行有效的處理，為了避免斷層出現(xiàn)破碎的情況，要形成灌漿孔，提升圍巖強(qiáng)度，保證鉆孔比例的合理性。

3.6做好安全防護(hù)

首先要加強(qiáng)安全防護(hù)工作，在工程施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置各種警示、提示、信號(hào)，如：標(biāo)準(zhǔn)的道路信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、危險(xiǎn)信號(hào)、控制信號(hào)、安全信號(hào)及指示信號(hào)等。并指派專人隨時(shí)檢查維護(hù)使其處于正常狀態(tài)。在施工危險(xiǎn)地段，設(shè)立明顯的安全警示標(biāo)志,設(shè)置防護(hù)欄、安全網(wǎng)等可靠的安全配置，并配備專職安全員坐陣指揮，當(dāng)危險(xiǎn)排除后才能解除。其次是現(xiàn)場的消防安全工作，在施工場內(nèi)生活區(qū)、物資材料存入?yún)^(qū)，有關(guān)施工設(shè)備及停放區(qū)等腰三角形配備足夠數(shù)量的消防和滅火設(shè)備器材，并配備相應(yīng)的消防隊(duì)員組建消防隊(duì)，不定期進(jìn)行消防知識(shí)教育和訓(xùn)練，隨時(shí)對(duì)消防設(shè)備、器材檢查保養(yǎng)，使之處于良好待命狀態(tài)。

4　結(jié)　論

基于水庫輸水隧道施工的特殊性，在干預(yù)過程中要做好整體預(yù)防工作，滿足隧洞施工具體控制形式的要求，從不同角度入手，掌握最佳的處理措施。工作人員必須對(duì)隧洞施工引起重視，優(yōu)化處理結(jié)構(gòu)，明確導(dǎo)致突發(fā)涌水的原因，及時(shí)采取有效的防護(hù)措施，保證施工的安全性和有效性。

[1]徐彬,王昂峰.欽寸水庫輸水隧洞施工突發(fā)涌水的預(yù)防和搶險(xiǎn)[J].浙江水利科技,2013,1(1)：92-94.

[2]祝捷.引漢濟(jì)渭工程輸水隧洞施工廢水處理工藝研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2014，7(12)：29-30.

[3]茅承覺.全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)在大伙房水庫輸水隧洞工程中的應(yīng)用[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2011,1(12)：69-70.

楊權(quán)(1975-)，男，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程施工管理方面的工作。

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