施工技术与应用 隧道涌水整治施工技术 摘要：本文以白沙沱一号隧道为依托，简要简绍该隧道在施工过程中出现突发性涌水情况，原因分析，方案必选，重点介绍涌水 治理施工方法。 关键词：隧道涌水整治施工技术 １前言 白沙沱一号隧道全长３７８４ｍ；洞身通过主要地质为灰岩，由于隧道区域 达到治水目的。但由于该方案在渝怀铁路隧道类似情况涌水治理中，治水效 果不明显，原因一是水头承压，隧道埋深越大，水压随之增大，作用在衬砌结 构上的压力以就越大；二是实施上述方案，雨季施工难度较大，若是工期允 地质受构造影响较为激烈，因此构造节理发育，岩体破碎；水文地质，地下水 补给主要通过大气降雨进行，因此隧道洞身通过区域基岩裂隙水及岩溶裂隙 水发育受季节影响较大，主要集中在五、六、七、八及九月份。原设计最大涌水 量为６４００ｍ￣ｄ。 ２００２年９月２３日，在开挖过程中根据开挖地质揭示，在ＤＫ１６１＋９４０靠山侧 隧道底部出现水眼，直径约２５ｃｍ，出水承压，涌水量达２５０ｍＵ／ｄ，经业主、设 计、监理、施工等单位现场核实，初步认为该涌水量不致影响衬砌施工及今后 运营后结构安全，无质量隐患，且该涌水量远小于最大设计流量，为此，未作 变更设计处理。２００３年３月，ＤＫ１６１＋９４０左侧隧道底部水眼干燥无水，经隐蔽 检查签证后，施作了Ｄ１Ｋ１６１＋９１０一＋９６０段隧道衬砌。 ２涌水量计算 ２００３年６月，雨季来临，受突出涌水水压力作用，Ｄ１Ｋ１６１＋９１０一＋９６０段左 侧边墙出现１～３ｍｍ宽、长约５０ｍ的裂缝。ＤＫ１６１＋９１０～＋９６０左侧边墙明显向 隧道中线位移，沿线路方向开裂，错台达０．５～３ｅｍ，出现大量涌水。 从２００３年６月至７月，通过现场多次测量，最大涌水量计算如下：实测水位 自铺底面上５～８ｃｍ，流速０．６７ｍ／ｓ，Ｑ＝Ｓ（截面积）×Ｖ（流速）＝（５．０×０．０７＋ ０．３×０．３×２）×２４００÷６０÷６０＝０．３５３ｍＹ／秒，最大涌水量＝０．３５３×２４×６０× ６０＝３０４９９ ｍ ，且涌出大量充填物。 ３涌水原因分析 ３．１地质分析 该段围岩岩性均为Ⅱ级灰岩，受地质构造影响强烈，溶出性腐蚀较为明 显，节理发育。 ３．２地形分析 洞身通过ＤＫ１６１＋８００ ＤＫ１６２＋１５０段受地壳运动影响，地表地形、地貌 以洼地为主，导致该处形成天然的汇水坑，地表坑洼处溶蚀同样发育，因此，地 表的溶蚀受大气、地质、水质的影响，向下渗透，与洞内水眼贯通，形成漏斗状。 加之该段洞身埋置深度近３００ｍ，使积水下渗不畅的情况下出现自然承压。 ３．３水文地质分析 南方山岭隧道，雨季时间较长，主要集中在５至９月份，因此，地表水及地 下水的补给时间以就随之增长。２００２年９月２３日，ＤＫ１６１＋９４０左侧边墙脚在开 挖过程中出露水眼，并出现涌水，从水眼涌水长期伴随涌出砂状细粒结构充 填物及涌水量进入ｌ０月份后逐渐减少判断，出露水主要以岩溶裂隙水为主、 基岩裂隙水补给为辅，属季节性涌水。 因此，季节性的涌水，特别是雨季涌水流量骤增是导致隧道衬砌开裂变 形的关键因素。 ４涌水处理方案 ４．１ Ｉ 时处理措施 由于该段衬砌已施作，为避免水压对该段衬砌再次造成损坏、结合涌水 情况，现场迅速采取处理措施，初步在Ｋ１６１＋９３０一＋９５０边墙脚上６０ｃｍ范围内 沿纵向设置３０个泄水孔引排涌水，采取水泵对涌出积水进行引排。 ４．２设计方案必选 堵压方案：即先采用高标号抗渗混凝土堵塞水眼位置，并对被破损的混 凝土全部拆除，重新开挖扩大断面，整个受损段全部钢筋抗渗混凝土加强设 计，衬砌施工结束后，在对水眼及周边一定范围的基岩裂隙、岩溶裂隙采用一 定配比水玻璃、化学浆液进行亚浆封堵，其目的是通过化学浆液形成隔水环， 许，多数是避开雨季进行施工，施工结束后，雨季来临，由于水的可渗性较强， 加之渗水自身承压，因此，治水地段仍出现大面积渗水，给后期运营安全带来 较大的安全隐患。 引排方案：根据上述涌水原因分析，结合之前渝怀铁路类似涌水采用堵 压进行整治效果不理想，并且该涌水处距最近洞口（即出口近ｌＯ００ｍ）及工期 等因素，为彻底治理该地段涌水，保证工期，确保今后运营安全，最后采用引 排方案对该隧道进行涌水治理。主要设计方案如下： ４．２．１拆除Ｄ１Ｋ１６１＋９１０～＋９６０段左侧破损边墙，设置集水旁洞，其坑底排 水坡度为３‰，在衬砌边墙涌水处设０．５ｍ×Ｏ．５ｍ泄水孔，汇集岩溶涌水及基岩 裂隙水，将水引排至Ｄ１Ｋ１６１＋９４０处涵洞排出，见纵断面图Ｉ—Ｉ。 塑 堑 ————１——一 １：５Ｏ ４．２．２在里程Ｄ１Ｋ１６１＋９４０隧道铺地面下设１—３．０ｍ盖板箱涵，与线路正交， 见涵身断面图ＩＩ—ＩＩ。 ４．２．３Ｄ１Ｋ１６１＋９４０涵洞出口处增设一泄水洞。与正洞呈７８。交角，泄水洞 长４２９ｍ，其坑底排水坡度为ｌ％。，见平面布置图。 ５泄水系统施工 根据施工实际，结合设计方案，为确保铺架，我部制定了主攻泄水洞、在 泄水洞施工近１００ｍ后，再增加集水旁洞工作面，最后施工过水涵洞的施工方 案，并合理配置资源，进行泄水洞、集水旁洞及过水涵洞的施工。 ５．１泄水洞施工 为减少干扰，保障施工车辆通行。一是进洞段由于过水涵洞至隧道铺底 面设计高差为１．６６ｍ，采用扩大断面（即高×宽：４．５ｍ×５ｍ）、扩大断面长５ｍ、 坡度１５％对泄水洞进口段施工；二是由于原设计泄水洞洞身断面较小，最大 断面（即加宽断面）为１６ｅ ，见洞身断面图Ｉ，最小断面为１１ ｃ ｒｆ（见洞身断面 图ＩＩ），洞身设计长度４２９ｍ，中部需增设加宽道，以解决车辆错车和调转。施工 过程中根据围岩实际及时调整施工方法，严格按“短开挖、弱爆破、强支护、衬 砌紧跟”组织施工，以确保施工安全。泄水洞贯通后再按设计将泄水洞进口与 涵洞出口联通。 （下转第４４３页） ‘４４１‘ 施工技术与应用 ３．工程应用实例 四日团圆 电能，按照每户选用的风机盘管在设计工况下的电机输入功率和风机盘管输 出冷热量的数学关系模型（即能效￣ＬＣＯＰ），计算出用户实际消耗的冷量（当 以湖北黄石一大型节能住宅小区第一期１４楝高层、花园洋房及商铺共 每户有不同型号的风机盘管时按照各种风机盘管的ＣＯＰ算术平均值计算）。 ８５２户为例，以地源热泵分户计量计费系统设计方案为切入点进行较典型的 在计量模型基本原理的公式基础上，可以按照不同的户型和风盘规格，处理 个案分析。 和确定其所对应的计量数学模型。 ３．１需求分析 在实际的使用过程中，初步建立起来的模型仍需要进行适应性调整修 由于项目属于高档住宅小区，根据各类计费系统的原理特点，对分户采 正。主要的修正内容包括进水温度参数（进水温度差异、待机功耗差异）、管 取能量型计费方式。在保障系统科学性的基础上，应选用结构合理、简易成 网损耗参数、户型结构参数修正。 熟、易于实现快速施工的系统方案。从系统的可维护性、管理便捷性、计量安 ３．４计费与管理系统 全性、性价比等多角度考虑，本着为用户提供性能可靠、高性价比的系统，我 计费管理系统是本工程项目的最终人机应用界面，物业经由该系统平 们推荐使用基于能量型原理的空调计费系统，并将中央空调的计量与生活热 台，执行各住户的收费操作、数据查询、财务统计、系统管理等一系列工作。 水的计量接人到同一个系统中，共用管理软件和网络系统。 Ｓｍａｒｔ ＣＡＣＭＳ４．０分户计量计费管理系统软件，将可以执行对所有住户的 ３．２产品选型： 耗能计量与费用收取等管理功能；同时还能实时监测所有计量终端的当前数 在详细分析了项目的具体特点和应用需求后，为本项目选用协成公司的 据状态，更加方便物业对空调系统的管理和维护。 ＭＭＣ—ＲＳ—Ｔ２型中央空调计费系统。ＭＭＣ—ＲＳ—Ｔ２型中央空调计费系统，是在 风盘耗电量型计费模型的基础上，准确计量风机盘管耗电数据，并结合高精 ４结语 度的进水温度检测，辅助以水温修正模型所设计的新型空调计费系统。 地源热泵分户计量计费系统具有计量准确可靠、收费公平合理；安装施 ＭＭＣ—ＲＳ—Ｔ２型系统包含了全系列的前端分户能量积算表装置、高精度水温 工简单、运行管理方便；一户一表（任何计量设备均不得安装于户内）；设备稳 采集装置、通讯集中器设备、以及配套的功能强大的空调计费管理系统软件。 定可靠、故障报警防盗功能完善等优点，无论技术可靠性和经济合理性都是 ３．３计量数学模型原理及修正 可实施的，具有较大的经济价值和社会效益。 科学的空调计量数学模型是保障空调计费系统数据准确、可信、有效收 作者简介： 费的前提条件。ＭＭＣ系列系统计量模型的基本原理是：根据用户风盘消耗的 尹珂黄石大桥房地产开发有限公司建造师 （上接第４３４页）屋顶，所以称作露台，而作为新生事物《实施细则》中对露台 廊的建筑，均不计算建筑面积。 的面积计算未进行规定，在实际工作中，我们可以发现露台一般上部除花架 和屋檐等装饰物外，再无建筑物，虽然阳台与露台均是作为房屋户内与户外 三、结束语 连接的过渡空间，但露台与阳台结构有明显区别的。阳台有永久性顶盖，且有 随着房地产市场的发展，房产建筑设计日新月异，只有房产测算依据的 围户，一般上盖在两个自然层以下，而露台虽然有围户，但其上部一般都是露 进一步完善才能使测绘人员更好地履行职责，更好地进行房产测绘，保护买 天的，上部大多数采用花架和屋顶的建筑方式，故露台的计算方法就不应参 购双方的合法权益，促进社会的和谐发展，维护社会的稳定。 照阳台的计算方法，不管其遮盖部分是否超过其围护１／２，均不应计算建筑面 参考文献： 积。 …《房产测量规范｝２０００ ８．１； 房屋户内通过露台到达的阳台，可参照《实施细则》不计算建筑面积的范 『２１｛重庆市房屋面积测算实施细则》（试行）２００４．１２ １； 围第３．３．１０条中规定：与房屋内不相通的房屋间伸缩缝、类似于阳台、挑廊、檐 【３１《重庆市房屋面积测算实施细则））２００７．Ｉ１．１９， （上接第４４１页） 根据现场涌水情况，该隧道在涌水位置共设置两排泄水孔、每排纵向间 距约１ｍ，环向间距０．７ｍ，共７处５０＂５０ｃｍ的泄水孑Ｌ，其余部位按１．５＂１．５ｍ梅花型 布置设置集水眼孔，对涌水进行集中引排至集水旁洞汇水坑。 根据现场情况在涵洞入口处增设长５ｍ、宽度与集水旁洞同宽、深度低于 涵洞人口１ｍ的汇水坑，采用钢筋混凝土结构，主要是减少涌水夹杂充填物对 集水旁洞边墙及涵洞入口端墙的冲刷，同时汇水坑可汇集充填物，以利后期 运营养护清理，不致堵塞泄水通道。旁洞衬砌施工完毕后，在Ｄ１Ｋ１６１＋９３０～ ＋９５０段旁洞边墙以及拱部地方设置集水钻孔，以收集引放岩溶裂隙水，集水 孔孔径为７５ｍｍ。 ５．３过水涵洞施工 涵洞采用盖板箱涵，涵洞与隧道正交，为保证隧道畅通，在涵洞基础及墙 为确保涌水对泄水洞不致施工产生干扰，在进洞前将涌水靠线路左侧沿 身施工过程中，上部采用４３ｋｇ的钢轨扣轨进行施工。 出１２１方向对其引排，使其现有涌水不致影响泄水洞施工；泄水洞施工渗漏水 在施工涵洞前，采用大功率水泵将涌水汇集至泄水洞排入乌江，涵洞基 采用水泵对其引致正洞临时引排涌水侧沟，集中排放。 础及墙身施工完毕，采用预制盖板立即进行安装封闭，上部及时施工铺底混 施工过程中加强通风，以保证了泄水洞良好的施工环境。 凝土，以确保上部工序的正常展开。 ５．２集水旁洞施工 为确保涵洞进出口边墙基础整体受力均匀，在Ｄ１Ｋ１６１＋９３６～＋９４４段两 当泄水洞施工进尺近ｌＯＯｍ后，泄水洞施工与集水旁洞施工无较大干扰 侧边墙底分别设置四根Ｐ４３、每侧两根纵向钢轨托梁，以解决边墙基础受力。 后，立即组织对集水旁洞进行施工。 ５．２．１拆除处理技术措施 ６结语 首先对Ｋ０＋９１０～＋９６０左侧集水旁洞周边开裂、位移里程段的边墙及拱部 该隧道采取集中引排成功解决了较大涌水，在施工过程中始终贯彻“防、 衬砌采用间距１ｍ、长５ｍ、直径 ２２系统锚杆进行加固；其次拆除 截、排、堵”的治水原则，因地制宜地采取了以排为主的施工方案，对今后地下 ＤＩＫ１６１＋９１０～＋９６０段左侧边墙，主要采用浅眼松动爆破施工技术对其拆除。 工程施工遇到了类似的情况可供参考。 最后是为确保已加固段结构物安全，在拆除前，对ＤＩＫ１６１＋９１０～＋９６０段铺底 因地下工程由于地质的特殊性、复杂性及不可预见性，作为技术工作者在 面以上３～４．５ｍ范围边墙及两端加设临时横向钢支撑对边墙再次进行加固，以 施工中不但要重视地质调查，还应对地下渗漏水的实际情况进行详细记录（特 确保集水旁洞周边衬砌结构物安全。 别是雨季施工），这对后期防排水实施或优化设计可提供详细依据，同时以是 ５．２ ２集水旁洞施工 确保今后结构物安全和地下工程施工质量兑现合同承诺（无渗漏）的关键。 ‘４４３’