水利工程隧洞施工中遇到的问题处理方法

2019-12-17侯晓斌

城市建设理论研究（电子版） 2019年15期

侯晓斌

中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安 710000

引言

水利工程的建设施工能够实现对地表水以及地下水的有效调控，通过高效控制水流，实现防止洪涝灾害、满足区域用水需求的目的。因此，水利工程建设对促进我国现代化发展、提高国民生活质量有着重要的实际意义[1]。但目前为止，引水隧洞施工仍是我国水利工程建设的重难点，为保障隧洞施工中出现的问题得到及时有效的解决，相关工作人员应进一步强化对工程问题的深入了解。

一、工程概况

某省水库工程为Ⅳ等小（1）型水利工程，水库坝址径流由坝址以上引水坝引水径流与天然径流共同组成，水库坝址以上多年平均径流量136.00万m3，集雨面积约为4.65km2，为满足受水区年需水量需适当引水对库内水量进行补充，采取明渠+隧洞的引水方式从引水坝引水至水库。引水隧洞总长约为1563.2m，采用马蹄形断面开挖，位于河道左岸，直径为4.7m。隧洞沿线存在着大面积植被稀疏基岩裸露区域，地质勘探结果显示该隧洞施工位置底部存在溶洞。

二、隧洞地质条件及结构设计

（一）隧洞施工环境地质条件

0+000～0+070隧洞进口段位置，切割深度为28～36m。基岩裸露区域为C1w：肉灰、灰白色生物碎屑灰岩，白云质灰岩夹鲕状灰岩、硅藻岩。岩层为逆向坡，产状为 281°∠15°，自然边坡稳定。0+000～0+070进口段为Ⅴ类围岩，存在岩体风化问题，埋深浅、溶蚀破碎、风化裂隙严重，水利工程隧洞施工中应准备排水并加强衬砌。

0+070～0+210隧洞洞身段位置，基岩裸露区域为C1w：肉灰、灰白色生物碎屑灰岩，白云质灰岩夹鲕状灰岩、硅藻岩。隧洞与岩层走向偏坡较大并低于地下水位，岩层产状为281°～303∠20°。0+070～0+210隧洞洞身段为Ⅳ类围岩，岩体层状结构较薄，埋深浅、溶蚀破碎、风化裂隙严重，稳定性较差，水利工程隧洞施工中应准备排水并加强衬砌。

0+070～0+380隧洞出口段位置，切割深度为16～34m，基岩裸露区域为P1L：浅灰色页岩、浅灰色泥质粉砂岩、浅棕色粗粒石英砂岩；C1w：肉灰、灰白色生物碎屑灰岩，白云质灰岩夹鲕状灰岩、硅藻岩[2]。

（二）隧洞具体结构设计

引水隧洞整体呈直线布置，全长1563.2m，方位角N56.84°W。该引水隧洞引水流量较小，渠道过水断面较大程度小于隧洞最小施工断面为2.58m2，在隧洞设计过程中无需考虑减小隧洞断面尺寸。0+070～0+210隧洞洞身段Ⅳ类围岩，一期开挖采用挂网+钢支撑+混凝土加固，二期采用C20钢筋混凝土衬砌（厚度为35cm）；0+000～0+070隧洞进口段Ⅴ类围岩，一期开挖采用挂网+钢支撑+混凝土加固，二期采用采用C20钢筋混凝土衬砌（厚度为40cm）。

该隧洞与岩层走向偏坡较大并低于地下水位，存在岩体风化问题，埋深浅、溶蚀破碎、风化裂隙严重、岩体层状结构较薄，稳定性较差。为有效避免工程施工中出现涌泥、涌水现象致使施工作业难以开展，甚至延长施工周期，工程设计阶段做好了相应的排水及衬砌准备[3]，其局部工程量如下表所示。

表一隧洞施工局部工程量

三、隧洞施工中常见的问题及相应的处理方法

（一）水利工程溶洞施工的处理方法

底板无水溶洞水利工程隧洞施工：当溶洞深度及轴线方向溶洞直径均不超过2m时，施工人员应及时清除充填物进行洞渣回填；当轴线方向溶洞宽度超过2m、深度低于2m时，进行洞渣回并加强隧洞纵向配筋；当溶洞深度及轴线方向溶洞宽度均大于2m时，应全面把控溶洞发育情况进行施工作业[4]。

底板有水溶洞水利工程隧道施工：溶洞宽度低于隧洞宽度时，采用预埋涵管的方式对原有排水通道进行连通；溶洞宽度大于隧洞宽度时，采用设置钢筋混凝土盖板的方式对原有排水通道进行保留。

（二）水利工程隧洞涌水问题处理方法

隧洞涌水问题的处理主要遵循“以排为主，堵排结合”的原则，根据施工的实际情况选择超前钻孔泄压及超前注浆封堵、超前地质预报等措施进行综合防治处理[5]。该工程隧洞施工所处地质环境构造复杂，水压力高、涌水量大，突水地质灾害严重，在处理地下水时，采用“先探后掘”的处理方案。除此之外，在施工过程中还应根据具体情况进行相应处理：水量小、点多的洞段，设置分段集水坑并利用水泵进行排水；底部围岩为软岩的洞段及遇水易软化洞段，应进行排水沟硬化处理；渗水、涌水量较小的洞段进行超前小导管封堵，灌浆孔深小于5m，核心部位置于隧洞拱部；工程建设施工前对涌水量大的洞段进行预测并对其采取超前封闭及泄压处理，水利工程建设施工得以顺利开展。