水利水电工程水工隧洞渗水问题浅析

庄岗

摘 要 长距离输水隧洞是关系到大型调水工程施工安全的关键，具有断面小、施工条件复杂、施工场地特殊、涉及专业多等特点，导致安全隐患多、管理难度大，极易发生事故。以海南省大广坝灌区工程中干渠2#输水隧洞为例，介绍了施工中遇到的关键问题及其应对措施。

关键词 长距离;输水隧洞;施工安全;应对措施

1工程概况

大广坝灌区中干渠从戈枕水利枢纽取水，经长距离2#输水隧洞和干渠将昌化江丰富的水源跨流域送到海南省西部沿海的昌感平原灌溉31.15万亩良田，并为东方市市区提供优质生活水源。该工程输水线路长71.11km，其中2#隧洞是中干渠重要组成建筑物之一，布置在干渠K8+295～K18+363，洞身长10.068km，是整个中干渠的控制性工程，亦是单个投资最大的建筑物，衬砌后为4.4×4.6m（宽×高）城门洞型断面，无压引水洞，洞底纵坡1/2000，设计流量23m3/s，加大流量27.6m3/s，根据地形条件在k11+963和k15+487布置1#和2#支洞，均为斜支洞布置，1#支洞长度67.7m，为临时开挖施工支洞，在施工完成后封堵;2#支洞长度167.4m，按永久支洞进行支护衬砌，为检修交通支洞。区内属亚热带季风气候區，气候温暖湿润、雨量丰沛、地表水系发育，地下水主要为碳酸盐、松散岩类孔隙水和基岩裂隙水三大类，地下水水位变化及水量大小与大气降水强度及地表水密切相关，隧洞沿线跨越多条构造带，从地下水的赋水性来看，隧洞跨越的构造带裂隙水以及长城系抱板群的花岗片麻岩段岩溶水相对较为丰富，其余岩体地下水赋水性一般，水流交替强度强，输水隧洞水质受周围地下水水环境影响一般，整个3年施工期抽排水总量为2625.52万m3。75.59%洞段围岩类别一般为II～III类为主，但其中也穿插有岩体破碎、节理裂隙较发育、地下水活动相对较强，属基本稳定～局部稳定性差。24.41%洞段断裂构造发育，围岩强度不足，为IV～V类围岩，不稳定，易产生掉块及坍塌现象。其中1#支洞下游段上覆岩体厚度较薄，以中厚层～薄层状的长城系抱板群的花岗片麻岩或二、三叠系的黑云母二长花岗岩为主，岩性较硬，岩层走向与洞线交角较小，对洞身稳定不利，且岩石破碎，为IV～V类，洞线临近大量小型水库和山塘，水面以下为含砾粉质黏土覆盖，一般厚1.0～5.0m，土质不均匀，结构较疏松，隧洞施工时易引起突水、突泥、冒顶等。

2关键问题及应对措施

（1）洞内渗水。从地质钻探成果看，预计隧洞遭遇大型岩溶形态的可能性较小，但由于临近沿线小型水库和众多山塘水面小型岩溶形态，仍可能引发较大的涌渗水问题。随着隧洞不断进尺掘进，隧洞埋深不断加大，项目部也逐渐加强地质预测工作以保证施工安全。主要采取的措施是定期用地质超前钻机和TSP超前预报系统探测前方地质情况，在探测时如果发现有不明压力提示，则表明前方很可能会有流体存在。由于此时隧洞的埋深较大，隧洞上部的岩体内气体被压缩而导致顶部或者掌子面前方压力大，爆破开挖时很容易因爆破震动而从裂隙中喷出。为安全掘进通过高压气体段，项目部优化施工工序，先进行弱爆破，然后分部开挖逐步释放气体，最后再开挖至设计断面。为保证洞内出现大量涌水时不出现安全问题，项目部特别制订了详尽的涌水处理应急预案，同时配备了足够的多级泵站，在洞内提前设置多个移动水泵来加强洞内排水，用以确保施工安全[1]。

（2）洞内、外控制测量。在隧洞开挖施工过程中，控制测量是顺利施工的前提保障。从开工前的控制网测量到施工过程中的施工放样，再到最后的竣工验收都离不开高精度的测量。控制隧洞按照设计要求尺寸来开挖、保证隧洞贯通时的误差符合要求，是测量工作的基本要求。本标段地形较为复杂，隧洞覆盖层的植被茂密，这些都对测量工作带来很大困难。随着隧洞不断进尺，隧洞里粉尘浓度、烟雾水汽浓度也会提高，这些都会影响隧洞测量的精度。针对这一难点，在施工中采取了如下应对措施。①根据隧洞贯通精度要求，制订合理的控制测量方案。隧洞测量工作主要分洞外控制测量、洞内控制测量和洞内外联系控制测量。洞外测量时，根据设计提供的平面控制测量资料，采用GPS全球定位系统进行测量，并对控制点进行加密测量。测量时尽量选择最优的测量时间段，避开卫星颗数少的时间段，尽量不在大雾、雷雨等恶劣天气时进行测量，避免不必要的测量误差。测量结束后应及时将测量数据导入电脑，对测量数据进行检查，基线向量方差比、中误差等参数均要符合隧洞施工精度要求。GPS网基线检验结果满足要求后，再进行GPS控制网平差计算，直至达到设计要求为止。②测量时可能会出现洞口与洞内高差大，洞内与洞外光线反差大等问题，如何保证洞内洞外的关联测量精度是一大难点。因此需科学合理布置洞口控制点和选择测量时间段。对于洞内控制测量，采用先局部控制、碎部（含施工放样）测量，再延伸局部控制，再碎部（含施工放样）测量，最后进行全面测量。对于水准测量，洞外水准控制测量可采用精密水准仪施测，洞内水准测量主要控制洞顶和洞底的高程，可采用三等水准进行施测，每隔20m应设置一个洞内水准点，并据此测设腰线，洞内水准线路也是支水准线路，除应往返观测外，还须经常进行复测。

（3）进一步加强施工管理。施工严格控制超欠挖;控制设备意外停机等造成施工冷缝情况发生;超前处理围岩渗水情况，防止围岩渗水进入混凝土浇筑仓内;加强混凝土振捣，提高混凝土密实度;严格控制钢筋保护层厚度，禁止保护层过厚。加强混凝土养护管理，确保混凝土表面保持湿润。加强外加剂的质量检查，适当调整混凝土配合比。通过现场巡查发现，有些外加剂质量不稳定，现场加强外加剂和抗裂防水剂的检查频次，严格控制外加剂的质量。依据（GB/T50146-2014）《粉煤灰混凝土应用技术规范》要求，选择试验仓，调整配合比，适当降低粉煤灰的掺量，适当降低混凝土标号。

3结束语

目前隧洞抗渗施工存在很多问题，包括不同抗渗材料接缝处理不妥等，随着水利水电工程的增多，亟须解决隧洞抗渗施工的问题。在施工中应全面了解水工隧洞渗漏水成因，认真检测试验，控制好每道工序质量，达到规范设计要求。

参考文献

[1] 王崇.基于隧道防裂抗渗施工技术研究和应用[J].建筑技术开发，2020，47（7）：70-71.