尖山隧道进口暗河施工方案探讨

王定宝

（曲靖经济技术开发区建设投资集团有限公司，云南 曲靖 655000）

尖山隧道进口暗河施工方案探讨

王定宝

（曲靖经济技术开发区建设投资集团有限公司，云南 曲靖 655000）

2012年2月29日尖山隧道进口上台阶施工至 DK1024+574 时 ，在掌子面左侧揭示设计推测暗河，DK1024+570～+592.5 段暗河走向与线路走向一致，隧道左边墙位于暗河通道内，DK1024+592.5处暗河拐弯，在弯道处线路与暗河正交，相交处暗河宽 10.5m，线路附近暗河底部标高 2083.23～2081.19，目前暗河内水量较小，但是在洞壁3～4m 高处有水淹过的痕迹，并粘有薄层暗河带来的黑色及灰黄色黏土，暗河底部覆盖砂和卵石，说明暗河通道较长，补给区较远，砂和卵石被河水搬运了很长距离，在区内未找到暗河入口。暗河在DK1024+571 处狭窄，有积水，暗河上游情况不详，下游通道宽敞，高 4～8m，宽 1～11m，沿暗河往下游可以走通 300～400m，中间局部有小的弯道，洞壁较稳定，无法走至暗河出口，河道平缓，水力坡度小，推测暗河在丰水季节流速较缓。

尖山；暗河；方案；研究

0　引言

尖山隧道位于云南省曲靖市境内的云贵高原侵蚀构造中低山区，全长7 388 m，设计为单洞双线大断面隧道。隧道洞身穿越区域为典型的喀斯特地貌，地层众多，地貌复杂，剥蚀、溶蚀、落水洞、漏斗等岩溶地貌密布；5段穿越含煤地层，极易发生瓦斯泄露；2次穿越地下暗河，涌水量大，瞬时涌水量可达到15～20万方/h，技术难度大，安全风险高，被中国铁路总公司列为Ⅱ级风险隧道，也是沪昆客专云南段控制性咽喉工程。

1　尖山暗河介绍

尖山隧道位于富源北～曲靖北区间，为单洞双线隧道，隧道纵坡为4‰的上坡和 13.2‰及24‰的下坡构成的人字坡，上下坡变坡点里程为D1K1026+500。隧道进口里程为 D1K1023+906，出口里程为 D1K1031+294， 隧道全长 7 388 m。隧道最大埋深约 205 m。

为加快施工进度和施工期间通风、弃渣问题，结合地形、地质条件， 辅助坑道模式设为“一横”，即在隧道 D1K1028+700 线路前进方向的右侧 设置横洞，横洞中线与正洞昆明方向线路左线交角 72，横洞全长 1402 m。

隧区主要受老姆格大断裂及尖山背斜的影响，发育有大龙潭断层、 尖山背斜、老姆格断层，隧道地质条件复杂，节理裂隙发育，属Ⅱ级风 险隧道。

根据尖山隧道工程地质说明书显示，推测在尖山隧道在 D1K1024+500-620 附近可能会穿越海家哨暗河，暗河出口在 D1K1024+580 右侧 520 m 处，标高为2 080 m，流量2 98L/s，暗河水流方向从尖山进口左侧流向右 侧。进口正洞内 D1K1024+500 和 620轨顶设计标高分别为：2080.685 和2081.165。详见尖山隧道暗河平面图。

根据参数推断暗河与尖山隧道正洞关系。

由于海家哨暗河出水口标高为2 080 m，而隧道在 D1K1024+500 和 D1K1024620 轨顶设计标高分别为2 080.685 m 和 2081.165 m，再加上出水 口离隧道正洞520 m 远，所以推测隧道与暗河关系只有二种可能。

第一种暗河从隧道顶穿过（即立交关系）。 第二种暗河从隧道洞身穿过（即平交关系），见图1，2。

2　原设计意图

原设计为满足施工及运营期间排水问题及隧道掘进完成后地方百姓 的生产生活用水问题，在尖山进口端左侧预设计一泄水洞，通过地下暗河水路的改变以解决地方用水问题。

图1　第一种关系（暗河从隧道顶穿过）

图2　第二种关系（暗河从隧道轮廓线内穿过）

设计泄水洞洞口里程 XDK1023+916（坑底高程为 2 083 m），纵向坡度为0.3%，泄水洞长 704 m，断面尺寸为 3.0 m×3.5 m（宽×高）。泄水洞洞身采用锚喷衬砌，支护类型有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级喷锚支护，泄水洞采用地质调 查法为基础，综合物探及钻孔为主进行综合超前地质预测预报，本泄水洞采用 WT-2及 ZT-2。

泄水洞实施的前提: 需根据隧道开挖后揭示海家哨暗河与隧道的具体位置而定，同时由于该暗河是当地村民的生活生产用水，改变暗河地下水路会影响村民的生活，因此在确定实施泄水洞前，必须有新的水源或在泄水洞外设置集水井通过引水渠入村庄，以免影响地方百姓生活生产。

3　施工临时方案

整体方案：在施工至 D1K1024+480 时，开始增加超前预报和环向预 报频率，逐步开挖确定海家哨暗河与隧道的关系，根据暗河与隧道关系 确定施工方案，若暗河从隧道顶穿过，隧道开挖时采用扩大环向管棚， 加固隧道初期支护，提高衬砌抗水压力等方式。

少佐又来一个鞠躬。这个民族真是繁文缛节地多礼啊。翻译用很上流的造句遣词对英格曼说：“神甫阁下，我们真是一腔诚意而来。”他说着略带苦楚的英文，少佐以苦楚的神情配戏，“怎样才能弥补我们之间的裂痕呢?”

若暗河从隧道洞身穿过时，需要根据水流量大小，有2种方案，第 一种采用设计泄水洞方法，在此不在赘述。第二种采用隔离墙束流倒虹吸的办法排水，调整地下水路，绕过隧道洞身后按原流向流进地下暗河出水口。

说明：无论方案怎么变化实施，目前关键工作还是如何准确暗河与隧道交叉位置关系，由于目前暗河已经无水，虽然施工方便，但是对于揭示暗河予隧道的相对关系的确定带来很大困难。

由于暗河上游走向及形态不详 DK1024+500～+570 段须加强隧底和洞周岩溶探查，由设计单位在过暗河段和前后各 20 m 范围内隧底布置勘探，查清隧底岩溶发育情况方能进行永久工程施工，利用三角堰或梯形堰实测出水口和下游的流量，以便判断隧道附近是否有其他的出水口；施工单位将 DK1024+571左侧的暗河出水口打开，以方便查清暗河上游的情况；计单位采用调查、实测、类比等多种方法综合分析，查清暗河最大涌水量、最高水位和水压，为永久方案设计提供可靠依据，补测暗河下游断面和形态图，直至走不通为止，暗河出口1∶500地形图。包括暗河出口、1、 2 号天窗位置和标高，2 号天窗内通道断面；施工单位加强暗河水质分析，调查暗河下游水源供 给的村3民人数以及灌溉面积数，加强施工期间暗河水流速和流量的长期监测，一方面为永久方案设计提供依据，另一方面保证施工安入；观察一个雨季后由设计单位提供通过暗河段永久工程处理方案；设计单位收集当地历年水文气象资料，收集暗河出水口下游既有盘西铁路两涵洞建成年代、增建原因以及自建成以来历年来的排洪记录。

左侧溶腔顶部危石尚未清除，存在较多危石，需进行清除、加固，右侧溶腔目前相对稳定，不扰动不会发生大规模坍塌，但存在局部掉块的可能。溶腔整体稳定，但局部卸载或扰动后，可能会出现大面积坍塌，施工前需进行支顶加固。加固处理后采用台阶法开挖通过，横穿暗河段前后30 m 范围内隧道净空开挖时应适当富余，为以后该段采用加强衬砌留够净空，该段二次衬砌厚度不少于 80c m，以便于施工；施工前设置临时过水通道，施工期间不能污染暗河水，确保地方百姓生产生活用水，同时针对施工期间可能出现的暗河水倒灌入隧道的风险，施工单位应编制相应的应急抢险预案；临时过渡措施力争和永久措施结合，避免出现不必要的拆除和浪费；临时过渡方案细化措施由施工单位配合设计单位完成；临时过渡方案施工应在雨季到来前完成。

4　施工注意事项

1）本方案需要确定暗河与隧道具体位置关系，方可实施，实施 前必须经过方案评审。

2）暗河与隧道关系的揭示显得非常重要，施工时，必须高度重视超 前预报。

3）施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确 保支护措施安全合理。

4）为了防止发生突泥突水，施工前必须做好安全培训与技术交底， 确保施工安全。

5）进入暗河段施工开挖应按短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的原 则组织施工。

6）制定暗河揭示施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。

7）施工时过程中发现围岩发生变化时或发现暗河时，需要及时上报 监理、设计和业主，做好动态调整围岩支护，确保施工安全。

8）施工过程中严格贯彻“先治水、短进尺、快支护、勤量测、紧封 闭、早成环、稳中求安全”的原则。初期支护及衬砌工序要及时跟上， 工序间距要尽可能缩小。

9）施工中拱脚边墙部位的锚杆要加强，要注重钢拱架的连接和锁定， 钢拱架与岩面要密贴，喷射混凝土要密实，要有足够厚度，从而确保整 体受力效果。

5　保证措施

5.1安全措施

1）尖山进口进入 D1K1024+480 后，施工期间实行分部领导轮流值 班制，对作业过程及安全操作进行全面监控与指挥。

2）加强对围岩的变形量测，随时掌控围岩收敛情况，及时做好应 对措施和围岩的加强支护。

3）严格执行火工品管理措施，进行爆破作业时必须遵守爆破安全 操作规程。

4）临时供电及照明线路满足《电力施工技术安全规则》要求，电 线接头牢固，电力安全工具定期检查。

5.2质量措施

1）严格按照方案设计的支护参数施工，确保支护质量。

2）严格按照超前预报的形式对超前地质情况进行综合预报。

3）及时封闭成环，下雨时，及时进洞观察看初期支护渗水情况并 看暗河出口水流情况。

6　施工总结

由于暗河的永久性处理方案一般要经过一至两个雨季才能最终施行，为不影响施工进度及下游村民生产和生活用水，需要设置临时过渡方案穿过暗河，继续往前施工。指挥部组织召开施工现场协调会5次，逐一协调解决施工过程中存在的问题，最终设置泄洪洞处理暗河水系。

施工过程中坚持“多通风，勤检测，短掘进，弱爆破，强支护，快喷锚”，高度重视瓦斯监测工作，派驻3名安全员蹲守现场，实时监测，随时提醒作业人员，确保施工安全。

项目部成立了地质预报小组，利用超前预报综合判断技术，成功锁定暗河及充填型、半充填型溶腔90多处，现场采用混凝土护墙对暗河主通道岩壁进行加固，同时施作泄洪洞通道，确保现场施工顺利进行，保证了下游村民生产和生活用水。

TU455

B

1004-1168（2015）06-0069-03

2015-11-05

王定宝（1985-），男，云南宣威人，曲靖经济技术开发区建设投资集团有限公司曲靖开发区开发建设有限公司工程部经理，曾任铁路客运专线架子队技术主管，监理项目部安质部副部长、部长，本科，长期从事项目管理及环境保护研究工作。