水利水電工程水工隧洞滲水問題淺析

莊崗

摘 要 長距離輸水隧洞是關(guān)系到大型調(diào)水工程施工安全的關(guān)鍵，具有斷面小、施工條件復雜、施工場地特殊、涉及專業(yè)多等特點，導致安全隱患多、管理難度大，極易發(fā)生事故。以海南省大廣壩灌區(qū)工程中干渠2#輸水隧洞為例，介紹了施工中遇到的關(guān)鍵問題及其應對措施。

關(guān)鍵詞 長距離;輸水隧洞;施工安全;應對措施

1工程概況

大廣壩灌區(qū)中干渠從戈枕水利樞紐取水，經(jīng)長距離2#輸水隧洞和干渠將昌化江豐富的水源跨流域送到海南省西部沿海的昌感平原灌溉31.15萬畝良田，并為東方市市區(qū)提供優(yōu)質(zhì)生活水源。該工程輸水線路長71.11km，其中2#隧洞是中干渠重要組成建筑物之一，布置在干渠K8+295～K18+363，洞身長10.068km，是整個中干渠的控制性工程，亦是單個投資最大的建筑物，襯砌后為4.4×4.6m（寬×高）城門洞型斷面，無壓引水洞，洞底縱坡1/2000，設(shè)計流量23m3/s，加大流量27.6m3/s，根據(jù)地形條件在k11+963和k15+487布置1#和2#支洞，均為斜支洞布置，1#支洞長度67.7m，為臨時開挖施工支洞，在施工完成后封堵;2#支洞長度167.4m，按永久支洞進行支護襯砌，為檢修交通支洞。區(qū)內(nèi)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤、雨量豐沛、地表水系發(fā)育，地下水主要為碳酸鹽、松散巖類孔隙水和基巖裂隙水三大類，地下水水位變化及水量大小與大氣降水強度及地表水密切相關(guān)，隧洞沿線跨越多條構(gòu)造帶，從地下水的賦水性來看，隧洞跨越的構(gòu)造帶裂隙水以及長城系抱板群的花崗片麻巖段巖溶水相對較為豐富，其余巖體地下水賦水性一般，水流交替強度強，輸水隧洞水質(zhì)受周圍地下水水環(huán)境影響一般，整個3年施工期抽排水總量為2625.52萬m3。75.59%洞段圍巖類別一般為II～III類為主，但其中也穿插有巖體破碎、節(jié)理裂隙較發(fā)育、地下水活動相對較強，屬基本穩(wěn)定～局部穩(wěn)定性差。24.41%洞段斷裂構(gòu)造發(fā)育，圍巖強度不足，為IV～V類圍巖，不穩(wěn)定，易產(chǎn)生掉塊及坍塌現(xiàn)象。其中1#支洞下游段上覆巖體厚度較薄，以中厚層～薄層狀的長城系抱板群的花崗片麻巖或二、三疊系的黑云母二長花崗巖為主，巖性較硬，巖層走向與洞線交角較小，對洞身穩(wěn)定不利，且?guī)r石破碎，為IV～V類，洞線臨近大量小型水庫和山塘，水面以下為含礫粉質(zhì)黏土覆蓋，一般厚1.0～5.0m，土質(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)較疏松，隧洞施工時易引起突水、突泥、冒頂?shù)取?/p>

2關(guān)鍵問題及應對措施

（1）洞內(nèi)滲水。從地質(zhì)鉆探成果看，預計隧洞遭遇大型巖溶形態(tài)的可能性較小，但由于臨近沿線小型水庫和眾多山塘水面小型巖溶形態(tài)，仍可能引發(fā)較大的涌滲水問題。隨著隧洞不斷進尺掘進，隧洞埋深不斷加大，項目部也逐漸加強地質(zhì)預測工作以保證施工安全。主要采取的措施是定期用地質(zhì)超前鉆機和TSP超前預報系統(tǒng)探測前方地質(zhì)情況，在探測時如果發(fā)現(xiàn)有不明壓力提示，則表明前方很可能會有流體存在。由于此時隧洞的埋深較大，隧洞上部的巖體內(nèi)氣體被壓縮而導致頂部或者掌子面前方壓力大，爆破開挖時很容易因爆破震動而從裂隙中噴出。為安全掘進通過高壓氣體段，項目部優(yōu)化施工工序，先進行弱爆破，然后分部開挖逐步釋放氣體，最后再開挖至設(shè)計斷面。為保證洞內(nèi)出現(xiàn)大量涌水時不出現(xiàn)安全問題，項目部特別制訂了詳盡的涌水處理應急預案，同時配備了足夠的多級泵站，在洞內(nèi)提前設(shè)置多個移動水泵來加強洞內(nèi)排水，用以確保施工安全[1]。

（2）洞內(nèi)、外控制測量。在隧洞開挖施工過程中，控制測量是順利施工的前提保障。從開工前的控制網(wǎng)測量到施工過程中的施工放樣，再到最后的竣工驗收都離不開高精度的測量?？刂扑矶窗凑赵O(shè)計要求尺寸來開挖、保證隧洞貫通時的誤差符合要求，是測量工作的基本要求。本標段地形較為復雜，隧洞覆蓋層的植被茂密，這些都對測量工作帶來很大困難。隨著隧洞不斷進尺，隧洞里粉塵濃度、煙霧水汽濃度也會提高，這些都會影響隧洞測量的精度。針對這一難點，在施工中采取了如下應對措施。①根據(jù)隧洞貫通精度要求，制訂合理的控制測量方案。隧洞測量工作主要分洞外控制測量、洞內(nèi)控制測量和洞內(nèi)外聯(lián)系控制測量。洞外測量時，根據(jù)設(shè)計提供的平面控制測量資料，采用GPS全球定位系統(tǒng)進行測量，并對控制點進行加密測量。測量時盡量選擇最優(yōu)的測量時間段，避開衛(wèi)星顆數(shù)少的時間段，盡量不在大霧、雷雨等惡劣天氣時進行測量，避免不必要的測量誤差。測量結(jié)束后應及時將測量數(shù)據(jù)導入電腦，對測量數(shù)據(jù)進行檢查，基線向量方差比、中誤差等參數(shù)均要符合隧洞施工精度要求。GPS網(wǎng)基線檢驗結(jié)果滿足要求后，再進行GPS控制網(wǎng)平差計算，直至達到設(shè)計要求為止。②測量時可能會出現(xiàn)洞口與洞內(nèi)高差大，洞內(nèi)與洞外光線反差大等問題，如何保證洞內(nèi)洞外的關(guān)聯(lián)測量精度是一大難點。因此需科學合理布置洞口控制點和選擇測量時間段。對于洞內(nèi)控制測量，采用先局部控制、碎部（含施工放樣）測量，再延伸局部控制，再碎部（含施工放樣）測量，最后進行全面測量。對于水準測量，洞外水準控制測量可采用精密水準儀施測，洞內(nèi)水準測量主要控制洞頂和洞底的高程，可采用三等水準進行施測，每隔20m應設(shè)置一個洞內(nèi)水準點，并據(jù)此測設(shè)腰線，洞內(nèi)水準線路也是支水準線路，除應往返觀測外，還須經(jīng)常進行復測。

（3）進一步加強施工管理。施工嚴格控制超欠挖;控制設(shè)備意外停機等造成施工冷縫情況發(fā)生;超前處理圍巖滲水情況，防止圍巖滲水進入混凝土澆筑倉內(nèi);加強混凝土振搗，提高混凝土密實度;嚴格控制鋼筋保護層厚度，禁止保護層過厚。加強混凝土養(yǎng)護管理，確保混凝土表面保持濕潤。加強外加劑的質(zhì)量檢查，適當調(diào)整混凝土配合比。通過現(xiàn)場巡查發(fā)現(xiàn)，有些外加劑質(zhì)量不穩(wěn)定，現(xiàn)場加強外加劑和抗裂防水劑的檢查頻次，嚴格控制外加劑的質(zhì)量。依據(jù)（GB/T50146-2014）《粉煤灰混凝土應用技術(shù)規(guī)范》要求，選擇試驗倉，調(diào)整配合比，適當降低粉煤灰的摻量，適當降低混凝土標號。

3結(jié)束語

目前隧洞抗?jié)B施工存在很多問題，包括不同抗?jié)B材料接縫處理不妥等，隨著水利水電工程的增多，亟須解決隧洞抗?jié)B施工的問題。在施工中應全面了解水工隧洞滲漏水成因，認真檢測試驗，控制好每道工序質(zhì)量，達到規(guī)范設(shè)計要求。

參考文獻

[1] 王崇.基于隧道防裂抗?jié)B施工技術(shù)研究和應用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（7）：70-71.