【摘要】本文對(duì)遼寧省觀音閣輸水工程地下隧洞穿越北臺(tái)垃圾場(chǎng)段污水滲漏情況做了簡(jiǎn)要概述，分析了污水滲漏產(chǎn)生的原因，詳細(xì)論述了防滲處理方案，并有針對(duì)性地提出了有關(guān)措施供類似工程參考。

【關(guān)鍵詞】垃圾場(chǎng)；地下引水工程；隧洞阻水灌漿

1、概述

遼寧省觀音閣水庫(kù)輸水工程是將已建的觀音閣水庫(kù)水經(jīng)過(guò)輸水隧洞及管線自流輸入到本溪市的大（2）型工程，工程的主要任務(wù)是保障本溪市生活飲用水安全，解決本鋼、北臺(tái)鋼廠等大型企業(yè)存在的水量與水質(zhì)的安全問(wèn)題，并為本溪市、本溪縣和本溪新城經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供安全可靠的水源。

工程主要由取水頭部、頭部壓力水洞Φ3.6m （731.29m）、輸水管線、電站、主洞進(jìn)口段壓力隧洞Φ3.0m、無(wú)壓隧洞、配水站及分支隧洞等幾部分組成。取水頭部設(shè)計(jì)規(guī)模為125萬(wàn)m3/d。工程線路長(zhǎng)度為88.87km，其中管線長(zhǎng)度46.3km，隧洞長(zhǎng)度42.27km。

本溪市千金垃圾處理廠位于本溪市東南，南芬區(qū)思山嶺鄉(xiāng)，該地三面環(huán)山，占地面積46.7ha，庫(kù)容為1250萬(wàn)m3。2015年6月底，觀音閣輸水工程北臺(tái)段某處，垃圾場(chǎng)正下方施工人員在開挖爆破施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地下水有刺激性氣味，呈棕黃色并可見白色泡沫漂浮，影響長(zhǎng)度約700m。經(jīng)專門水質(zhì)檢測(cè)公司監(jiān)測(cè)，水樣中多個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目嚴(yán)重超標(biāo)，影響供水安全。

2、滲漏原因分析

2.1 地質(zhì)原因

2.1.1 地形地貌

本工程隧洞沿線屬于遼東山區(qū)典型的低山地貌類型，基巖大部分裸露，植被發(fā)育，其中最高峰位于主輸水隧洞的大峪溝一帶，山頂高程約650m，其余山頂高程多在300m～500m之間，地形起伏較大，溝谷發(fā)育，多為寬緩開闊的“U”形谷。易積水、滲水。

2.1.2 地層巖性

北臺(tái)分洞穿越本溪市千金垃圾處理場(chǎng)廠地層為南芬組泥灰?guī)r，青色，主要物質(zhì)成分由粘土礦物及碳酸鈣質(zhì)混合物組成，為中硬巖，大部分強(qiáng)風(fēng)化，巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，層狀構(gòu)造，裂隙大部分張開，呈平直光滑狀，有水銹、泥質(zhì)填充。巖層產(chǎn)狀283°/SW∠10°，地下水以滴水為主，圍巖穩(wěn)定性差。

2.2 溝通原因

千金垃圾場(chǎng)處于本工程穿越北臺(tái)段的正上方，此處埋深較淺，巖石風(fēng)化嚴(yán)重，節(jié)理裂隙較發(fā)達(dá)。2015年相關(guān)部門對(duì)千金垃圾場(chǎng)設(shè)計(jì)截洪溝和水平防滲工程時(shí)，本工程該段已完成設(shè)計(jì)但尚未施工。因相關(guān)部門和本單位未能進(jìn)行及時(shí)有效溝通，雙方設(shè)計(jì)均達(dá)到各自標(biāo)準(zhǔn)，但未考慮到隨后產(chǎn)生的相互影響。

2.3 爆破原因

本工程為地下隧洞開挖工程，采用新奧法爆破施工，每循環(huán)進(jìn)尺大約在0.5-2m，裝藥量70kg左右，爆破產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)巖層穩(wěn)定性破壞較大，對(duì)垃圾廠地面防滲工程有一定的破壞作用。增加了污水滲透的可能。

3、處理方案

3.1 洞內(nèi)灌漿處理

本工程的洞內(nèi)灌漿處理采用了掌子面超前灌漿和隧洞徑向固結(jié)灌漿兩種處理方式。

3.1.1 超前灌漿

輸水隧洞穿越千金垃圾處理廠段未開挖部分時(shí)應(yīng)密切關(guān)注前方出水情況，一旦發(fā)現(xiàn)污水滲入，立即采用超前灌漿處理。灌漿循環(huán)長(zhǎng)度15m，搭接5m。

a. 灌漿材料和漿液

灌漿采用水泥標(biāo)號(hào)不低于42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥。

灌漿漿液水灰比2：1、1：1、0.5：1三個(gè)級(jí)別。

b. 灌漿設(shè)備和機(jī)具

灌漿泵性能應(yīng)與漿液類型、濃度相適應(yīng)，容許工作壓力應(yīng)大于最大灌漿壓力的1.5倍，并應(yīng)有足夠的排漿量和穩(wěn)定的工作性能。

灌漿管路應(yīng)保證漿液流動(dòng)暢通，并應(yīng)能承受1.5倍的最大灌漿壓力。

超前灌漿孔直徑75mm。

c. 超前阻水灌漿

每孔分段灌漿，每段長(zhǎng)5～6m，由淺到深，灌漿壓力不小于3MPa，且第一段灌漿壓力不得超過(guò)2MPa，具體屏漿壓力可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定。

灌漿宜采用單孔灌漿的方法，但在注入量較小時(shí)，同一環(huán)上的灌漿孔可并聯(lián)灌漿，孔數(shù)宜為2個(gè)，孔位宜保持對(duì)稱。

d. 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

灌漿孔段注入率不大于0.4L/min時(shí)，持續(xù)20min即可結(jié)束。

當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)調(diào)整配合比。

3.1.2 固結(jié)灌漿

a. 灌漿材料及鉆孔布置

穿越段固結(jié)灌漿處理范圍全長(zhǎng)710m。此范圍起點(diǎn)距離首次發(fā)現(xiàn)污水位置約100m，地表完全覆蓋地面最低點(diǎn)排水溝，終點(diǎn)超出本溪市千金垃圾處理廠外圍截洪溝約10m。本溪市千金垃圾處理廠沿北臺(tái)分洞向上游方向逐漸抬高，上游側(cè)污水滲入可能性較小。

灌漿材料應(yīng)采用水泥標(biāo)號(hào)不低于42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，灌漿孔以梅花形布置，洞室全周設(shè)置7孔，排距2m，鉆孔均為徑向孔，孔深深入圍巖2m。共2492孔，鉆孔長(zhǎng)4984m。灌漿作業(yè)時(shí)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)讀數(shù)，確保施工安全。

b. 灌漿施工

1.灌漿采用孔內(nèi)循環(huán)，全孔一次灌漿的方法進(jìn)行；設(shè)計(jì)灌漿標(biāo)準(zhǔn)為透水率不高于3.0Lu。

2.灌漿順序由每段兩側(cè)環(huán)向中間環(huán)進(jìn)行，前序環(huán)灌漿孔施工結(jié)束后方可進(jìn)行后續(xù)環(huán)的施工；環(huán)內(nèi)施工順序，先進(jìn)行仰拱，再進(jìn)行邊頂拱的灌漿；

3.灌漿優(yōu)先采用單孔灌漿，注入量較小時(shí)可采用同一環(huán)上的兩孔并聯(lián)灌漿，但孔位應(yīng)保持對(duì)稱；發(fā)生串漿時(shí)也可采用多孔同時(shí)灌漿，但孔數(shù)最多不能超過(guò)3個(gè)；

4.上部倒孔灌漿結(jié)束時(shí)，應(yīng)先將孔口閘閥關(guān)閉再停泵，孔內(nèi)無(wú)返漿時(shí)，才可拆除孔口閘閥；

5.灌漿施工中，必須全程專人負(fù)責(zé)抬動(dòng)觀測(cè)裝置的讀數(shù)。

6.灌漿壓力和漿液水灰比應(yīng)根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定。最大灌漿壓力不應(yīng)超過(guò)1.5MPa。漿液的水灰比可采用3：1、2：1、1：1、0.5：1（重量比）四個(gè)比級(jí)。每段灌注的水泥漿初始濃度宜為3：1。灌漿漿液應(yīng)按由稀到濃的原則，逐級(jí)改變。當(dāng)某一比級(jí)漿液注入量已達(dá)300L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)30min，而灌漿壓力和注入率均無(wú)顯著變化時(shí)，應(yīng)換濃一級(jí)水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可越級(jí)變濃；

7.灌漿應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，注入率較大孔可采用分級(jí)升壓；

8.灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在最大設(shè)計(jì)壓力下，單位注入量不大于1L/min，持續(xù)灌注30min即可結(jié)束該孔灌漿；

9.特殊情況處理：灌漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故中斷，應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，否則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)鉆孔進(jìn)行清理或掃孔后恢復(fù)灌漿；對(duì)注入量較大的孔，灌漿難以結(jié)束時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整水灰比，但均應(yīng)征得監(jiān)理工程師的同意并進(jìn)行記錄；

10.封孔：灌漿孔灌漿結(jié)束后應(yīng)采用“全孔灌漿法”封孔，孔口空余部分用干硬性砂漿填實(shí)抹平；

c. 灌漿質(zhì)量檢查

灌漿質(zhì)量檢查包括資料整理、檢查孔取芯及壓水和聲波波速檢測(cè)。

3.2 地面灌漿處理

地面灌漿全長(zhǎng)616m。在距隧洞軸線4.6m的兩側(cè)分別布置一排帷幕灌漿孔，孔間距1.5m，灌漿范圍自垃圾場(chǎng)底部原始地面至巖石弱風(fēng)化界限下5m；原始地面至現(xiàn)有地面段設(shè)鋼套管φ75mm。兩排帷幕灌漿孔中間設(shè)置固結(jié)灌漿孔，灌漿深度自垃圾場(chǎng)底部原始地面向下5m，原始地面至現(xiàn)有地面段設(shè)鋼套管。

地面灌漿共設(shè)置帷幕灌漿孔822個(gè)，固結(jié)灌漿孔2055個(gè)。帷幕灌漿段長(zhǎng)59000m，固結(jié)灌漿段長(zhǎng)10275m，鋼套管長(zhǎng)20712m。

3.3 加強(qiáng)襯砌

穿越千金垃圾處理廠段襯砌混凝土抗?jié)B等級(jí)由原設(shè)計(jì)W6調(diào)整為W12，襯砌混凝土按Ⅴ類圍巖配筋，同時(shí)取消排水孔。

為保證襯砌的抗?jié)B性，在襯砌施工前對(duì)開挖斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)，充分利用隧洞施工時(shí)發(fā)生的超挖空間。據(jù)本工程已知條件，邊墻及頂拱超挖深度不小于15cm。應(yīng)充分利用好這部分空間，增大原設(shè)計(jì)襯砌的厚度，對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)受力和防滲均有利。

每節(jié)襯砌段間的伸縮縫應(yīng)采用三元乙丙（EPDM）無(wú)毒橡膠止水帶，同時(shí)在迎水面涂刷聚脲防水材料，這樣就形成兩道止水，可以有效的防止外水內(nèi)滲。

4、結(jié)論

綜上所述，超前灌漿處理耗時(shí)較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響工期，故僅用來(lái)解決施工期的嚴(yán)重滲漏問(wèn)題，如開挖過(guò)程中未見出流，可以省略；固結(jié)灌漿處理可以把大部分滲漏水?dāng)r截住，但長(zhǎng)時(shí)間、高壓力作用下依然會(huì)有滲漏產(chǎn)生，故需要對(duì)混凝土襯砌進(jìn)行加強(qiáng)，不僅是防滲指標(biāo)上，而且對(duì)止水材料要嚴(yán)格控制；地面灌漿作為安全儲(chǔ)備，當(dāng)以上措施達(dá)不到預(yù)期效果時(shí)使用。本篇文章能夠?qū)︻愃茊?wèn)題處理有一定的參考意義。