洪屏电站反坡向隧洞超标地下水的排除及费用核定

刘 东，蹇 云，刘旭伟

(1.中国水利水电第五工程局有限公司第五分局，成都，610225;

2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西 靖安，330600)

1 工程概况

江西洪屏抽水蓄能电站位于江西省靖安县境内，进厂交通洞位于下库进出水口的左侧，洞口距下库进出水口的距离约1050m(间隔一处大冲沟)，洞口底板高程186.15m，开挖洞径8.0m×8.25m(宽×高)～9.6m×9.75m(宽×高)，主洞长1610.05m，轴线方向由N13.0oE转为S47.5oE进入厂房，主洞两侧共有6个永久支洞口;交通洞为下坡洞(反坡向)开挖，最大坡度7%，平均纵坡为4.87%。

该电站进厂交通洞为反坡向隧洞，施工中遇到洞内地下水最大水量372.9m3/h，为合同条款描述洞内最大水量108m3/h的3.45倍。洞内地下水猛增不仅严重影响到工程正常施工，还严重影响隧洞围岩的稳定。通过研究制定了强力排水方案，采取有效措施克服了反坡向隧洞施工地下水排除与管理难题。

2 施工期超标地下水的排除

2.1 水文地质条件

招标技术文件所描述的下库进出水口一侧PDX4探洞深约1120m，水文地质条件差，地下水丰富，水位高，岩体富水性好，透水性强，“经PDX4洞口观测，总流量为1600～1800L/min”，即96m3/h～108m3/h。

洞身段岩性单一，为震旦系下统硐门组变质含砾中粗砂岩(Z1d1－1)，洞内构造发育，大小断层19条。其中，有13条断层较宽，开挖后设计确认Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段达377m，特别是F11、F54、F55三条大断层汇集在桩号213m～294m之间，形成宽达81m的断层带和影响带。该处围岩不稳定，洞内岩壁出现大量渗水和涌水。参建几方在该大断层开挖通过后对水量进行现场实测，经5天实测测得洞内平均水量达202m3/h。由于断层带、挤压破碎带的导水性良好，洞室开挖时，截断了地下水通道，地下水沿断层、破碎带产生集中渗漏或涌水，水量随着洞挖掘进逐渐增大;桩号0+900m至隧洞开挖结束期间经三次实测，测得洞内水量分别为365.80m3/h及372.90m3/h和356.67m3/h。

2.2 超标地下水排除措施

发现洞内地下水逐渐超标突出后，发包人、设计、监理、承包人都非常重视，多次到现场勘查并召开专题会议，结合已开挖洞段的涌水情况，对整条交通洞的地下水进行重新分析，研究确定主攻型对策、方案，采取强有力措施排除地下水。

2.2.1 根据洞内水情及各支洞施工中产生大量泥砂对水泵的要求，实施“分段截流，分级抽排”方案组织排水，将洞内渗水通过水泵“多次接力，逐级抽排”抽到洞外污水沉淀池内。

按开挖段水量大小设置固定集水坑和移动式排水。开挖0+000～0+500m桩段时，设置的移动集水坑位置随开挖进尺进行换位;桩号0+500m往后设置固定集水坑，固定集水坑位置为桩号0+500m、0+920m、1+110m，分别为1#集水坑、2#集水坑、3#集水坑;桩号1+110m后使用移动集水坑，形成掌子面的渗水用潜水泵抽至3#集水坑，再抽至2#集水坑，再至1#集水坑，最后抽至洞外沉淀池内，沉淀净化后排入河内。

2.2.2 分析各级集水坑排水量，按水量大小及排水扬程选用水泵型号及配置台数，排水中含大量泥砂需选择耐磨型水泵，经分析、对比后主要选择7S100－65－250型单级双吸离心泵，但与水泵厂家协商将泵壳耐磨层加厚，以延长使用期。该类水泵用于此环境排水需用潜水泵引水，每级集水坑的主排水泵总额定流量需大于该级集水坑每小时应排水量的1.1～1.3倍。各固定集水坑的水泵配置情况见表1。

表1 进厂交通洞固定集水坑及水泵配置情况

2.2.3 在交通洞进洞方向左侧有效布置排水钢管，根据实测情况和表1配置水泵。结合实际渗水量并考虑常有涌水，按D(管道直径)=的公式，计算出管道直径≥245mm;考虑原配有φ200mm的钢管，增添1条φ150mm的钢管。其排水系统布置见图1。

图1 进厂交通洞排水系统布置

2.2.4 排水电源配置情况。随着洞室开挖掘进，水泵不断增加，原有洞口已布置的630kVA变压器，洞内布置的185mm2铝芯线作为照明和排水专用电源线路已不能满足排水需要。当开挖工作面到桩号0+950m后，从洞口的630kVA变压器处引3×35高压铝芯电缆进洞，并在洞内桩号0+850m附近架设500kVA变压器、功率因数补偿器各1台;针对突发涌水排除用电电压易波动的情况，增添SBW－320kVA补偿式稳压器1台;为防止停电对洞内排水造成影响，在洞口备用1台250kW柴油发电机，保证洞内排水设施正常运行。

2.2.5 洞室施工中的所排水含泥沙量大、渗水易突变，造成水泵损坏频繁，故在各级泵坑安排专人24h轮班调节水泵排水。每天安排人员及时清理集水坑内淤积泥沙，检查维护排水管路和电源线路，配备足够的备用水泵，以保证排水连续。

2.3 超标地下水排除效果

对洞内超标地下水实施以上排除措施后，大大减小了地下渗水及突涌水对隧洞施工的影响，扭转了工期阻滞的局面，达到了预期效果。

3 超标地下水排除费用核定

3.1 超标准排水为变更事项的界定

洪屏抽水蓄能电站进厂交通洞开挖至汇集F11、F54、F55三条大断层的0+250m桩段时，洞内岩壁出现大量渗水和涌水，实测洞内水量已达202m3/h，且水量随着洞挖掘进逐渐增大，已大大超过招标文件所描述的洞内水量96m3/h～108m3/h。为加快进厂交通洞施工进度，为主体标段进场及后期排水创造有利条件，发包人组织各参建单位召开交通洞超标地下水排除专题会议。承包人按照专题会议要求及审批的《交通洞成倍超标地下水排除专项方案》实施排水，比合同标准水量的排除增添了大量排水设备和专业人员投入，依据施工合同“38.1变更的范围和内容”中“d.改变合同中任何一项工作的标准或性质”和“38.6变更影响本项目和其它项目的单价或合价”的规定可知，本变更项目成立。

3.2 工程量的确定

排除超标地下水所需用的设备台时数量由现场监理工程师旁站，发包人不定期检查，所发生工程量由监理、发包人、承包人共同签证确认。签证工程量中包含的原合同标准水量的排除工程量，在费用计算时予以扣除。

施工过程中突发涌水排水时，掌子面附近无法施工，停工期间现场施工人员、设备窝工的时间，监理工程师按照一天不足八小时以实际为准，超过八小时以八小时为准记录，最终由监理、发包人、承包人共同签证确认。

3.3 组价原则

基础价格、费率等按合同中变更处理原则规定的基础价格、费率等计算。

合同3.10.2.2条“若地下排水量超出预定的数量和范围，……承包人应有责任增装排水设备，并向监理人申报，由此增加的费用，仍由承包人承担”，核定费用时扣除排水设备增装费，只计算超出合同标准的排水运行及维护费用。水泵台时单价按《水利工程施工机械台时费定额》(2002年版)计算，扣除折旧费及安拆费后计取其他直接费、间接费和税金，管道维护人工费按中级工计并计取间接费和税金。

3.4 费用计算

3.4.1 合同清单项目1.1.12“施工期排水”已包括承包人应承担的合同标准水量的排水费用，核定变更费用只计取超出合同范围的排水费用——超标准排水费用。超标准排水费用按施工中每次更换或调节集水坑后的排水时段分别计算，每时段的平均渗水量按该时段实测水量的算术平均值计取。具体计算如下:

3.4.2 突发涌水致使窝工为非承包人原因造成，给予合理的窝工费用。窝工的人员采用合同清单内的人员单价，窝工的机械采取《水利工程施工机械台时费定额》(2002年版)计取一类费用中的折旧费。停工期间只签证了现场施工人员和设备，窝工人员和机械均计取间接费和税金。

3.5 超标排水费用核定金额

按上述计算并经审计单位审核后，洪屏抽水蓄能电站进厂交通洞超标排水费用总金额为3475933.89元(已扣除合同中应排除水量的费用)。

4 结语

江西洪屏抽水蓄能电站反坡向进厂交通洞施工，发生了排除突涌及超标地下水情况及其费用核定问题。在隧洞工程施工中，无论洞内地下水情况多繁复、水量多大和洞内坡向形式对地下水排除如何不利，只要根据工程的具体情况研究制定切合实际的方案，同时按照工程施工合同条款实事求是地进行费用核定，地下水终能有效排除，隧洞工程施工即能得以正常进行。