陳榮毅

（貴州遠航交通工程有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隧道工程汛期施工或面臨不利水文條件工況施工時，進口端涌水治理是隧道工程施工難點，當前常用的止水策略有“排水”“堵水”兩種[1]。根據(jù)以往工程實踐，隧道施工階段合理采用集中排水法結(jié)合帷幕法止水方案，可有效保證隧道防排水效果[2]。基于此，該文以某實體工程為依托，展開隧道進口端地下水止水方案要點研究，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

某隧道工程，左線起訖樁號K110+200～K110+570，長1 370 m，右線起訖樁號K110+245～K110+551，長1 306 m，隧道最大埋深為285.43 m，各圍巖襯砌長度見表1。左線洞口開挖至K109+524斷面，右線洞開挖至K109+575斷面時，隧道進口端發(fā)生嚴重地下水涌水、頂板拱腰淋水問題，擬采用“集中排水法結(jié)合帷幕法止水方案”治理。

表1 隧道各類型圍巖的襯砌長度范圍

2 地下水情況

該隧道進口段分布一條山間溪流，距離隧道洞口約300 m，自西向東流至右洞洞頂。溪流汛期水流量約為90 m3/h，枯水期約為50 m3/h。左線道路K109+428.6右側(cè)12.7 m位置，人工挖設(shè)一處蓄水水池，距右線K109+425.1斷面中心線約36.2 m；池低高程495.1 m，與左、右洞洞頂高差分別為86.4 m、87.13 m，專供臨近村民生活用水。該隧道工程洞口開挖以來，西南側(cè)山間溪流徑流不斷減小，隧道內(nèi)水量越來越大。

自開展Ⅳ級圍巖開挖施工開始，隧道左右洞掌子面涌水現(xiàn)象從未間斷，左、右線隧道內(nèi)各設(shè)置一臺65WQ25-15-3型污水泵，采用配套φ40 mm水管抽水，左、右洞每天須抽水約18 h、22 h；Ⅲ級圍巖全斷面開挖后，右洞涌水量明顯增多，將65WQ25-15-3型污水泵更換為80WQ30-30-5.5型污水泵后，每天仍需抽水20 h以上。

3 施工難度

現(xiàn)階段，隧道涌水量達60 m3/h，給隧道施工安全、施工進度造成極大的影響，具體如下：

（1）影響工地形象：隧道淋水嚴重影響隧道施工場地作業(yè)環(huán)境，不利于工地文明施工建設(shè)。隧道出渣時，渣土運輸車上淋水致使泥水隨處灑落，隧道內(nèi)已施工仰拱、隧道外運輸?shù)缆飞夏嘣榈豙3]。

（2）施工環(huán)境惡劣：裂隙水不斷從頂板向下滲出，隧道內(nèi)作業(yè)環(huán)境惡劣，空氣濕度過大，一線工人長期在潮濕空氣中作業(yè)，身體健康狀況下降嚴重，工人感冒現(xiàn)象多發(fā)，甚至出現(xiàn)嚴重的皮膚感染，隧道掘進作業(yè)效率低下；且隧道內(nèi)能見度較差，加劇了現(xiàn)場安全管理風(fēng)險。

（3）影響開挖進度，工效降低：掌子面每次出渣后，須抽水5 h以上，方具備下道工序作業(yè)條件，嚴重影響施工效率；涌水、滲水較多部位，初期噴射混凝土難以有效敷設(shè)在作業(yè)面，施工難度大、工效低，材料浪費嚴重；初期淋水現(xiàn)象較輕時，每天可施作2個循環(huán)，當前由于淋水問題嚴重，其他工序順利時，可完成一個作業(yè)循環(huán)，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，甚至無法完成一個作業(yè)循環(huán)，人員、設(shè)備窩工現(xiàn)象嚴重。

（4）該隧道進口端原采用導(dǎo)水法施工，先利用抽水設(shè)備將洞內(nèi)積水抽出洞內(nèi)，再將抽出積水通過裂隙滲入地下溶洞，該方法工藝成本較高，且不符合“以堵為主，限量排放”隧道防水、排水治理原則，其中某月抽水費用統(tǒng)計見表2。隨隧道掘進深度增加，隧道內(nèi)涌水、淋水問題日趨嚴重，若沿用原導(dǎo)水法治理進口端地下水涌水，至隧道完工僅抽水費用預(yù)計達2 667 000元，此外還會因施工難度增加、環(huán)境治理等產(chǎn)生嚴重的成本損失、工期延誤損失。

表2 抽水費用統(tǒng)計表（單月）

4 進口端地下水止水治理方案要點

4.1 集中排水法結(jié)合帷幕法止水方案（方案1）

4.1.1 施工方法

（1）針對右洞K109+533～K109+575（已開挖）段淋水現(xiàn)象嚴重的問題，擬采用引水再集中排水法治理；淋水段先施作防水層，將淋水通過防水板集中引至地面集水坑，用水泵抽出洞外。該方法可有效降低淋水對作業(yè)環(huán)境的不利影響，且淋水集中引入隧道地面集水坑后，便于集中抽出隧道外排放[4]。

（2）右洞掌子面K109+575、左洞K109+524放排水設(shè)計遵循“以堵為主，限量排放”原則，隧道掘進施工前，及時處理圍巖滲漏水，并采取帷幕法注漿堵水，降低隧道滲水量[5]。

4.1.2 注漿材料及參數(shù)

（1）帷幕注漿材料為水泥—水玻璃雙液漿，注漿壓力為0.5～1 MPa；水泥為P·O 42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.6∶1；水玻璃模數(shù)為2.8～3.2，濃度40 Be。

（2）注漿管為φ42×3.5 mm無縫鋼管，環(huán)向布設(shè)間距為0.35 m，長度4 m為宜。施工時向上傾角應(yīng)在10°～15°之間。兩循環(huán)搭接不小于1 m長度。按設(shè)計圖要求開注漿孔。

4.1.3 注漿孔的布置

該工程注漿段位隧道左右洞洞身淋水、涌水部位，注漿孔沿隧道開挖線環(huán)向布置；根據(jù)以往工程實踐及場地勘察情況，漿液擴散半徑取1.5～2 m，案例工程全斷面注漿孔布置方案見圖1。

圖1 全斷面注漿孔布置橫斷面示意圖

4.1.4 注漿站的建立

注漿站內(nèi)布設(shè)供電線路、供水管路、壓風(fēng)管路等各一道。主要設(shè)備及用量為：2TGZ—60/210型雙液調(diào)速高壓注漿泵1臺；灰漿攪拌機1臺；儲水桶、蓄漿桶若干。

4.1.5 施工流程

帷幕法止水方案工藝流程見圖2。

圖2 帷幕法止水方案工藝流程

4.1.6 主要技術(shù)要求

（1）隨注漿漿液濃度增加，注漿壓力逐級變換增加，保證孔位注漿密實性。

（2）根據(jù)洞身涌水、淋水水源點點位、水流方向，先注漿有水孔位，再施作無水孔位[6]。

（3）注漿控制采用“注漿終壓”“注入速率”雙控，注漿壓力達設(shè)計終壓且注漿速率＜40 L/min時，持壓20～30 min，方可終止注漿[7]。

（4）部分涌水、淋水量較大工段，可先適量排放，待涌水、淋水水流穩(wěn)定再開展注漿作業(yè)。帷幕止水每環(huán)費用見表3。

表3 帷幕法止水方案成本費統(tǒng)計（每環(huán)）

4.2 掘進方法改為出口段獨頭掘進（方案2）

該隧道工程進口段位反坡施工，施工階段涌水、淋水易流積于掌子面，且隨掌子面掘進推進，后續(xù)防排水作業(yè)難度隨之增加。鑒于上述工況特點，采取出口段獨頭掘進方式施工，終止進口段開挖初支作業(yè)的方式，便于隧道排水。

5 施工質(zhì)量、安全、環(huán)保措施要點

（1）建立健全質(zhì)量控制體系。設(shè)置項目經(jīng)理為質(zhì)量控制小組的主要負責(zé)人，組建包括總工程師、技術(shù)員、現(xiàn)場施工員、施工班組負責(zé)人等人員的專業(yè)技術(shù)團隊，合理分工強化職責(zé)，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，進一步提高技術(shù)交底工作的效率。

（2）培養(yǎng)專業(yè)質(zhì)監(jiān)人員的責(zé)任心。質(zhì)監(jiān)人員作為施工現(xiàn)場的監(jiān)測員，應(yīng)當具備充分的責(zé)任意識，按照規(guī)范要求進行質(zhì)量巡檢。對于重要的施工工序，需要盡好全程旁站的職責(zé)，用自身的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)指導(dǎo)工作，保障施工質(zhì)量。若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格的情況，應(yīng)及時上報，在規(guī)定期限內(nèi)做好整改；質(zhì)監(jiān)人員在項目建設(shè)全過程中，應(yīng)做好質(zhì)監(jiān)能力的日常提升，積極參與履職考核[8]。

（3）為保障監(jiān)督檢查的效果，應(yīng)由安全生產(chǎn)負責(zé)人做好人員的分配工作，在施工現(xiàn)場配備有責(zé)任心的專業(yè)的安全員，提高安全監(jiān)督水平，進一步掌握施工現(xiàn)場的具體情況，避免可能存在的安全隱患[9-10]。

6 結(jié)論

綜上，案例隧道工程隧道進口端地下水止水采用了“集中排水結(jié)合帷幕法止水方案”，施工效果顯著，達到控制成本、順利掘進的目的。基于隧道防水、排水對隧道施工安全、施工質(zhì)量、工期控制的重要作用，隧道工程施工階段，首先應(yīng)充分調(diào)研施工場地水文地質(zhì)條件、氣候環(huán)境，根據(jù)場地水文地質(zhì)作用特點，采取有針對性的防水、排水治理措施，保證隧道防水、排水的有效性，防止施工方案因施工環(huán)境、施工技術(shù)限制等因素造成防水失效，影響隧道施工質(zhì)量和施工安全。同時，采取多種施工現(xiàn)場安全管理措施，盡可能降低安全事故發(fā)生可能，為隧道施工的有序推進保駕護航，確保工程如期完工。