王定寶

（曲靖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)投資集團有限公司，云南 曲靖 655000）

尖山隧道進口暗河施工方案探討

王定寶

（曲靖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)投資集團有限公司，云南 曲靖 655000）

2012年2月29日尖山隧道進口上臺階施工至 DK1024+574 時 ，在掌子面左側(cè)揭示設(shè)計推測暗河，DK1024+570～+592.5 段暗河走向與線路走向一致，隧道左邊墻位于暗河通道內(nèi)，DK1024+592.5處暗河拐彎，在彎道處線路與暗河正交，相交處暗河寬 10.5m，線路附近暗河底部標高 2083.23～2081.19，目前暗河內(nèi)水量較小，但是在洞壁3～4m 高處有水淹過的痕跡，并粘有薄層暗河帶來的黑色及灰黃色黏土，暗河底部覆蓋砂和卵石，說明暗河通道較長，補給區(qū)較遠，砂和卵石被河水搬運了很長距離，在區(qū)內(nèi)未找到暗河入口。暗河在DK1024+571 處狹窄，有積水，暗河上游情況不詳，下游通道寬敞，高 4～8m，寬 1～11m，沿暗河往下游可以走通 300～400m，中間局部有小的彎道，洞壁較穩(wěn)定，無法走至暗河出口，河道平緩，水力坡度小，推測暗河在豐水季節(jié)流速較緩。

尖山；暗河；方案；研究

0　引言

尖山隧道位于云南省曲靖市境內(nèi)的云貴高原侵蝕構(gòu)造中低山區(qū)，全長7 388 m，設(shè)計為單洞雙線大斷面隧道。隧道洞身穿越區(qū)域為典型的喀斯特地貌，地層眾多，地貌復(fù)雜，剝蝕、溶蝕、落水洞、漏斗等巖溶地貌密布；5段穿越含煤地層，極易發(fā)生瓦斯泄露；2次穿越地下暗河，涌水量大，瞬時涌水量可達到15～20萬方/h，技術(shù)難度大，安全風險高，被中國鐵路總公司列為Ⅱ級風險隧道，也是滬昆客專云南段控制性咽喉工程。

1　尖山暗河介紹

尖山隧道位于富源北～曲靖北區(qū)間，為單洞雙線隧道，隧道縱坡為4‰的上坡和 13.2‰及24‰的下坡構(gòu)成的人字坡，上下坡變坡點里程為D1K1026+500。隧道進口里程為 D1K1023+906，出口里程為 D1K1031+294， 隧道全長 7 388 m。隧道最大埋深約 205 m。

為加快施工進度和施工期間通風、棄渣問題，結(jié)合地形、地質(zhì)條件， 輔助坑道模式設(shè)為“一橫”，即在隧道 D1K1028+700 線路前進方向的右側(cè) 設(shè)置橫洞，橫洞中線與正洞昆明方向線路左線交角 72，橫洞全長 1402 m。

隧區(qū)主要受老姆格大斷裂及尖山背斜的影響，發(fā)育有大龍?zhí)稊鄬印?尖山背斜、老姆格斷層，隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬Ⅱ級風 險隧道。

根據(jù)尖山隧道工程地質(zhì)說明書顯示，推測在尖山隧道在 D1K1024+500-620 附近可能會穿越海家哨暗河，暗河出口在 D1K1024+580 右側(cè) 520 m 處，標高為2 080 m，流量2 98L/s，暗河水流方向從尖山進口左側(cè)流向右 側(cè)。進口正洞內(nèi) D1K1024+500 和 620軌頂設(shè)計標高分別為：2080.685 和2081.165。詳見尖山隧道暗河平面圖。

根據(jù)參數(shù)推斷暗河與尖山隧道正洞關(guān)系。

由于海家哨暗河出水口標高為2 080 m，而隧道在 D1K1024+500 和 D1K1024620 軌頂設(shè)計標高分別為2 080.685 m 和 2081.165 m，再加上出水 口離隧道正洞520 m 遠，所以推測隧道與暗河關(guān)系只有二種可能。

第一種暗河從隧道頂穿過（即立交關(guān)系）。 第二種暗河從隧道洞身穿過（即平交關(guān)系），見圖1，2。

2　原設(shè)計意圖

原設(shè)計為滿足施工及運營期間排水問題及隧道掘進完成后地方百姓 的生產(chǎn)生活用水問題，在尖山進口端左側(cè)預(yù)設(shè)計一泄水洞，通過地下暗河水路的改變以解決地方用水問題。

圖1　第一種關(guān)系（暗河從隧道頂穿過）

圖2　第二種關(guān)系（暗河從隧道輪廓線內(nèi)穿過）

設(shè)計泄水洞洞口里程 XDK1023+916（坑底高程為 2 083 m），縱向坡度為0.3%，泄水洞長 704 m，斷面尺寸為 3.0 m×3.5 m（寬×高）。泄水洞洞身采用錨噴襯砌，支護類型有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級噴錨支護，泄水洞采用地質(zhì)調(diào) 查法為基礎(chǔ)，綜合物探及鉆孔為主進行綜合超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，本泄水洞采用 WT-2及 ZT-2。

泄水洞實施的前提: 需根據(jù)隧道開挖后揭示海家哨暗河與隧道的具體位置而定，同時由于該暗河是當?shù)卮迕竦纳钌a(chǎn)用水，改變暗河地下水路會影響村民的生活，因此在確定實施泄水洞前，必須有新的水源或在泄水洞外設(shè)置集水井通過引水渠入村莊，以免影響地方百姓生活生產(chǎn)。

3　施工臨時方案

整體方案：在施工至 D1K1024+480 時，開始增加超前預(yù)報和環(huán)向預(yù) 報頻率，逐步開挖確定海家哨暗河與隧道的關(guān)系，根據(jù)暗河與隧道關(guān)系 確定施工方案，若暗河從隧道頂穿過，隧道開挖時采用擴大環(huán)向管棚， 加固隧道初期支護，提高襯砌抗水壓力等方式。

少佐又來一個鞠躬。這個民族真是繁文縟節(jié)地多禮啊。翻譯用很上流的造句遣詞對英格曼說：“神甫閣下，我們真是一腔誠意而來?！彼f著略帶苦楚的英文，少佐以苦楚的神情配戲，“怎樣才能彌補我們之間的裂痕呢?”

若暗河從隧道洞身穿過時，需要根據(jù)水流量大小，有2種方案，第 一種采用設(shè)計泄水洞方法，在此不在贅述。第二種采用隔離墻束流倒虹吸的辦法排水，調(diào)整地下水路，繞過隧道洞身后按原流向流進地下暗河出水口。

說明：無論方案怎么變化實施，目前關(guān)鍵工作還是如何準確暗河與隧道交叉位置關(guān)系，由于目前暗河已經(jīng)無水，雖然施工方便，但是對于揭示暗河予隧道的相對關(guān)系的確定帶來很大困難。

由于暗河上游走向及形態(tài)不詳 DK1024+500～+570 段須加強隧底和洞周巖溶探查，由設(shè)計單位在過暗河段和前后各 20 m 范圍內(nèi)隧底布置勘探，查清隧底巖溶發(fā)育情況方能進行永久工程施工，利用三角堰或梯形堰實測出水口和下游的流量，以便判斷隧道附近是否有其他的出水口；施工單位將 DK1024+571左側(cè)的暗河出水口打開，以方便查清暗河上游的情況；計單位采用調(diào)查、實測、類比等多種方法綜合分析，查清暗河最大涌水量、最高水位和水壓，為永久方案設(shè)計提供可靠依據(jù)，補測暗河下游斷面和形態(tài)圖，直至走不通為止，暗河出口1∶500地形圖。包括暗河出口、1、 2 號天窗位置和標高，2 號天窗內(nèi)通道斷面；施工單位加強暗河水質(zhì)分析，調(diào)查暗河下游水源供 給的村3民人數(shù)以及灌溉面積數(shù)，加強施工期間暗河水流速和流量的長期監(jiān)測，一方面為永久方案設(shè)計提供依據(jù)，另一方面保證施工安入；觀察一個雨季后由設(shè)計單位提供通過暗河段永久工程處理方案；設(shè)計單位收集當?shù)貧v年水文氣象資料，收集暗河出水口下游既有盤西鐵路兩涵洞建成年代、增建原因以及自建成以來歷年來的排洪記錄。

左側(cè)溶腔頂部危石尚未清除，存在較多危石，需進行清除、加固，右側(cè)溶腔目前相對穩(wěn)定，不擾動不會發(fā)生大規(guī)模坍塌，但存在局部掉塊的可能。溶腔整體穩(wěn)定，但局部卸載或擾動后，可能會出現(xiàn)大面積坍塌，施工前需進行支頂加固。加固處理后采用臺階法開挖通過，橫穿暗河段前后30 m 范圍內(nèi)隧道凈空開挖時應(yīng)適當富余，為以后該段采用加強襯砌留夠凈空，該段二次襯砌厚度不少于 80c m，以便于施工；施工前設(shè)置臨時過水通道，施工期間不能污染暗河水，確保地方百姓生產(chǎn)生活用水，同時針對施工期間可能出現(xiàn)的暗河水倒灌入隧道的風險，施工單位應(yīng)編制相應(yīng)的應(yīng)急搶險預(yù)案；臨時過渡措施力爭和永久措施結(jié)合，避免出現(xiàn)不必要的拆除和浪費；臨時過渡方案細化措施由施工單位配合設(shè)計單位完成；臨時過渡方案施工應(yīng)在雨季到來前完成。

4　施工注意事項

1）本方案需要確定暗河與隧道具體位置關(guān)系，方可實施，實施 前必須經(jīng)過方案評審。

2）暗河與隧道關(guān)系的揭示顯得非常重要，施工時，必須高度重視超 前預(yù)報。

3）施工中必須加強圍巖量測，根據(jù)量測結(jié)果及時反饋支護信息，確 保支護措施安全合理。

4）為了防止發(fā)生突泥突水，施工前必須做好安全培訓與技術(shù)交底， 確保施工安全。

5）進入暗河段施工開挖應(yīng)按短進尺、弱爆破、強支護、勤量測的原 則組織施工。

6）制定暗河揭示施工的安全應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)急材料、物資的儲備。

7）施工時過程中發(fā)現(xiàn)圍巖發(fā)生變化時或發(fā)現(xiàn)暗河時，需要及時上報 監(jiān)理、設(shè)計和業(yè)主，做好動態(tài)調(diào)整圍巖支護，確保施工安全。

8）施工過程中嚴格貫徹“先治水、短進尺、快支護、勤量測、緊封 閉、早成環(huán)、穩(wěn)中求安全”的原則。初期支護及襯砌工序要及時跟上， 工序間距要盡可能縮小。

9）施工中拱腳邊墻部位的錨桿要加強，要注重鋼拱架的連接和鎖定， 鋼拱架與巖面要密貼，噴射混凝土要密實，要有足夠厚度，從而確保整 體受力效果。

5　保證措施

5.1安全措施

1）尖山進口進入 D1K1024+480 后，施工期間實行分部領(lǐng)導輪流值 班制，對作業(yè)過程及安全操作進行全面監(jiān)控與指揮。

2）加強對圍巖的變形量測，隨時掌控圍巖收斂情況，及時做好應(yīng) 對措施和圍巖的加強支護。

3）嚴格執(zhí)行火工品管理措施，進行爆破作業(yè)時必須遵守爆破安全 操作規(guī)程。

4）臨時供電及照明線路滿足《電力施工技術(shù)安全規(guī)則》要求，電 線接頭牢固，電力安全工具定期檢查。

5.2質(zhì)量措施

1）嚴格按照方案設(shè)計的支護參數(shù)施工，確保支護質(zhì)量。

2）嚴格按照超前預(yù)報的形式對超前地質(zhì)情況進行綜合預(yù)報。

3）及時封閉成環(huán)，下雨時，及時進洞觀察看初期支護滲水情況并 看暗河出口水流情況。

6　施工總結(jié)

由于暗河的永久性處理方案一般要經(jīng)過一至兩個雨季才能最終施行，為不影響施工進度及下游村民生產(chǎn)和生活用水，需要設(shè)置臨時過渡方案穿過暗河，繼續(xù)往前施工。指揮部組織召開施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)會5次，逐一協(xié)調(diào)解決施工過程中存在的問題，最終設(shè)置泄洪洞處理暗河水系。

施工過程中堅持“多通風，勤檢測，短掘進，弱爆破，強支護，快噴錨”，高度重視瓦斯監(jiān)測工作，派駐3名安全員蹲守現(xiàn)場，實時監(jiān)測，隨時提醒作業(yè)人員，確保施工安全。

項目部成立了地質(zhì)預(yù)報小組，利用超前預(yù)報綜合判斷技術(shù)，成功鎖定暗河及充填型、半充填型溶腔90多處，現(xiàn)場采用混凝土護墻對暗河主通道巖壁進行加固，同時施作泄洪洞通道，確?，F(xiàn)場施工順利進行，保證了下游村民生產(chǎn)和生活用水。

TU455

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1004-1168（2015）06-0069-03

2015-11-05

王定寶（1985-），男，云南宣威人，曲靖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)投資集團有限公司曲靖開發(fā)區(qū)開發(fā)建設(shè)有限公司工程部經(jīng)理，曾任鐵路客運專線架子隊技術(shù)主管，監(jiān)理項目部安質(zhì)部副部長、部長，本科，長期從事項目管理及環(huán)境保護研究工作。