水利工程隧洞施工排水處理淺析

李彥濱

(新疆額河建管局，烏魯木齊 830000)

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水利工程隧洞施工排水處理淺析

李彥濱

(新疆額河建管局，烏魯木齊 830000)

在我國的水利工程當(dāng)中，對于利用地下空間的工程越來越廣泛，建設(shè)出了很多隧洞工程，在隧洞工程當(dāng)中，所處的地理環(huán)境是相當(dāng)復(fù)雜的，因此需要對隧洞工程的技術(shù)進(jìn)行不斷的研究。在隧洞工程當(dāng)中，排水處理是一個(gè)相當(dāng)重要的內(nèi)容，可以對其施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。文章對水利工程隧洞施工之前的準(zhǔn)備工作進(jìn)行了分析；并以實(shí)例對隧洞施工排水處理的技術(shù)措施和方法進(jìn)行了研究。

水利工程；隧洞施工；排水方案；排水處理

在我國的水利工程當(dāng)中，對于利用地下空間的工程越來越廣泛，建設(shè)出了很多隧洞工程，在隧洞工程當(dāng)中，所處的地理環(huán)境是相當(dāng)復(fù)雜的，因此需要對隧洞工程的技術(shù)進(jìn)行不斷的研究。在隧洞工程當(dāng)中，排水處理是一個(gè)相當(dāng)重要的內(nèi)容，可以對其施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。因此為了保證水利工程的整體質(zhì)量，需要對隧洞工程的排水處理措施進(jìn)行分析，從根本上提升隧洞工程的整體質(zhì)量。

1 施工之前的準(zhǔn)備工作

在隧洞施工工程施工之前，需要根據(jù)現(xiàn)場的情況來做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，首先需要對隧洞現(xiàn)場的情況特點(diǎn)進(jìn)行有效的分析，其中包括地質(zhì)以及水文特點(diǎn)等情況進(jìn)行全面的勘查，并且根據(jù)勘查得到的結(jié)果進(jìn)行分析，并且做好施工設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況來制定出相應(yīng)的材料以及設(shè)備的運(yùn)輸方案。另外還要根據(jù)施工需要的不同，來安排相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行管理，保證整個(gè)施工過程當(dāng)中的有序進(jìn)行；其次還要根據(jù)好的施工設(shè)計(jì)的要求，來對相關(guān)的施工材料進(jìn)行配備，確保施工工期可以順利進(jìn)行。最后在施工之前以及施工的過程當(dāng)中還要對隧洞當(dāng)中可能出現(xiàn)的任何問題做出相應(yīng)的預(yù)防工作，保證隧洞施工的安全進(jìn)行，提升隧洞工程的整體質(zhì)量。

2 水利工程的隧洞施工技術(shù)分析

在對隧洞的進(jìn)行施工之前，需要對隧洞的頂部、洞口以及輔助坑口的地方做出相關(guān)的排水工作，從而有效的防止地表水下滲或者沖刷的現(xiàn)象。在施工的過程當(dāng)中還需要對隧洞當(dāng)中出現(xiàn)的出水位置、水質(zhì)成分以及出水量等做出相關(guān)的分析，根據(jù)其分析結(jié)果做出記錄，為隧洞的有效排水施工提出一個(gè)真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)資料和基礎(chǔ)。另外還需要對隧道洞口以及輔助坑口的地表水當(dāng)中出現(xiàn)滲透現(xiàn)象較為嚴(yán)重的位置采取及時(shí)的處理排水工作，從上到下進(jìn)行順坡排水，利用抽水機(jī)來對排水的水量進(jìn)行處理。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概況

在本文當(dāng)中以某流域調(diào)水工程的某段輸水隧洞為主要的研究對象，來進(jìn)行分析，雙三2#勘探試驗(yàn)洞支洞全長為1711m、主洞施工長度1847.16m，縱斷面設(shè)計(jì)為200m長12.5%的陡坡+20m長3%的緩坡，綜合縱坡11.30%，坡度設(shè)置(除了主洞SD21+031.16至SD22+363.16里程段施工為順坡排水)均為反坡。開挖斷面型式為城門洞型，陡坡斷面尺寸6.2m×6.9m(寬×高)，緩坡設(shè)置錯(cuò)車道，斷面尺寸8.7m×6.9m(寬×高)。進(jìn)洞口洞底開挖高程為893.892m，地下水位892.000m。

設(shè)計(jì)勘探洞0+000-0+103段洞壁下半部有滲水和滴水現(xiàn)象。截止2015年11月20日已施工至0+118處，在施工過程中首次揭露地下水位置為0+043.7處隧洞底板線左區(qū)域,現(xiàn)場測量水流量為12m3/h，隨著施工進(jìn)尺的不斷向前推移，隧洞底板已出現(xiàn)多處涌水現(xiàn)象，現(xiàn)總流量已達(dá)到35m3/h。

3.2 隧洞內(nèi)地下水的處理方式

3.2.1 堵水方案

目前地下水以股狀分多處流出，以出水點(diǎn)為圓心半徑5m范圍內(nèi)采用水泥-水玻璃雙液鉆孔注漿方式進(jìn)行堵水。具體施作工序如下：

1)清理出水點(diǎn)周圍浮碴，準(zhǔn)確定位各股水的出處，確定股水眼孔徑及周圍巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育情況，并作明顯標(biāo)記(以1#、2#、3#等標(biāo)示)。

2)鉆孔。采用4m長Φ42小導(dǎo)管作為注漿管，圍繞涌水點(diǎn)為中心，呈圓形區(qū)域設(shè)置。鉆孔采用Φ60鉆頭，間距100cm×100cm呈梅花形布設(shè)，與隧洞底板面約14°打設(shè)。原則上按“先外后內(nèi)”的施工順序，即先鉆注外圈孔，后鉆內(nèi)圈孔。注漿孔布置如圖1所示。

圖1 注漿孔布置圖

3)注漿

首先必須先進(jìn)行鉆孔沖洗工作，鉆孔沖洗的目的是清除鉆孔中的殘留巖粉、巖石裂隙中所填充的黏土等雜質(zhì)，沖孔質(zhì)量的好壞直接影響注漿質(zhì)量的好壞。沖孔方式采用壓力驟升驟降的放水方式，沖洗結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為：出水管的水潔凈后再延續(xù)10min，總沖洗時(shí)間≥30min。

注漿時(shí)，先施作周邊孔洞，注漿速度應(yīng)適中，不宜太快。注漿壓力視具體情況控制在0.2-0.5MP。按隔孔注漿方式，每次隔1-2個(gè)孔，然后逐步趨近，后序孔作為前期孔的檢查孔。待四周凝結(jié)后，對出水點(diǎn)進(jìn)行注漿封閉。封閉出水點(diǎn)時(shí)根據(jù)實(shí)際出水壓力及時(shí)調(diào)整水玻璃摻量。

注漿結(jié)束后，通過整理施工中的各種原始記錄，對結(jié)合工程水文地質(zhì)條件，對注漿質(zhì)量進(jìn)行分析。注漿效果檢查采用鉆孔檢查法。鉆孔檢查法：一個(gè)注漿段的全部注漿孔注漿完成后，在主要出水點(diǎn)附近設(shè)置不少于1個(gè)檢查孔，檢查孔應(yīng)無流水。

3.2.2 排水方案

3.2.2.1 施工段排水方案

雙三2#勘探試驗(yàn)洞綜合縱坡11.30%的下坡，排水是一個(gè)首要解決的施工問題。結(jié)合本隧洞實(shí)際情況綜合考慮，施工過程中宜逐級設(shè)固定集水坑、移動(dòng)潛污泵排水。鑒于施工現(xiàn)場涌水情況，采用隧洞進(jìn)深逐級抽水泵排水方案。在排水方案當(dāng)中，可以分為2種方式類別進(jìn)行有效的排水，從而達(dá)到隧道工程的有效排水，提升其隧道工程施工的建設(shè)質(zhì)量。

1)現(xiàn)階段排水：目前洞內(nèi)已揭露涌水量約為35m3/h，在0+050左側(cè)邊墻處設(shè)置一座固定式集水坑、在0+100m和施工掌子面處分別設(shè)置臨時(shí)集水坑，兩處集水坑高差6.25m，故選用D35-25K8污水泵，標(biāo)準(zhǔn)揚(yáng)程為200m，每處配置兩臺。

兩集水坑之間路面的散水采用橫溝形式自然匯集至高程較低的集水坑內(nèi)，利用潛污水泵將水抽送至洞外左側(cè)排水溝，由排水溝流入距離洞口100m處的污水凈化池，等沉淀達(dá)標(biāo)后再次排放。

2)長期性排水：隨著隧洞施工進(jìn)尺的不斷向前推移，洞內(nèi)每隔220m在隧洞左側(cè)邊墻處設(shè)置一座固定式集水坑，用水集中處加設(shè)固定集水坑。掌子面設(shè)臨時(shí)集水坑，使水流至臨時(shí)集水坑處匯集，用潛污水泵抽到臨近的固定集水坑內(nèi)，兩個(gè)固定式集水坑之間路面的散水采用橫溝形式自然匯集至高程較低的集水坑內(nèi)，利用潛污水泵將水逐級送至洞外左側(cè)排水溝，由排水溝流入距離洞口100m處的污水凈化池，等沉淀達(dá)標(biāo)后再次排放。

兩處固定集水坑高差24.86m，選用D35-25K8污水泵，鑒于隧洞最大涌水量尚未探明，水泵每處配置3臺(一臺備用)。

3)施工排水方案如圖2所示。

圖2 施工排水方案示意見圖

3.2.2.2 排水水泵、水管配置原則

在進(jìn)行施工的過程當(dāng)中需要按照一定的原則來對設(shè)備設(shè)施進(jìn)行配置，從而使得排水工程的施工質(zhì)量可以符合設(shè)計(jì)的要求。主要可以分為以下5個(gè)方面來進(jìn)行分析：

1)水泵：必須同時(shí)有工作、備用和檢修的水泵。工作和備用水泵的總能力應(yīng)達(dá)到最大涌水量的1.2倍。備用水泵的能力應(yīng)與工作水泵能力相同。

2)水管：工作和備用水管的總能力達(dá)到最大涌水量1.2倍。

3)配電設(shè)備：應(yīng)同工作、備用以及檢修水泵相適應(yīng)，并保證能夠同時(shí)開動(dòng)工作和備用水泵。

4)排水管路：需要根據(jù)隧洞內(nèi)水流量情況，結(jié)合選配的抽水設(shè)備，長期性施工排水采用兩套φ108管路，一套日常使用，一套檢修備用。

5)隧洞工程的排水設(shè)置：在隧洞內(nèi)左側(cè)，每隔220m處設(shè)置一座固定式集水坑(4m×1.5m×1m)，可根據(jù)隧洞內(nèi)實(shí)際涌水情況予以適當(dāng)加密。洞外明挖段左側(cè)設(shè)置排水溝，距離洞口100m處設(shè)(20m×10m×2.5m)沉淀池。

4 結(jié) 語

綜上所述，隧洞工程當(dāng)中的排水處理措施是水利工程的重點(diǎn)項(xiàng)目，因此在各級各部門單位當(dāng)中需要對其施工技術(shù)的重要性保持高度的重視，嚴(yán)格的按照施工的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有效開展水利工程的隧洞排水處理施工，加強(qiáng)其技術(shù)的不斷創(chuàng)新，促進(jìn)我國的水利工程可以獲得高效的發(fā)展，最終推動(dòng)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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1007-7596(2017)03-0126-03

2017-02-21

李彥濱(1981-)，男，新疆烏魯木齊人，工程師，研究方向?yàn)樗姽こ淌┕づc管理。

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