程曉菲

（山西省水利建筑工程局集團有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

大同市天陽盆地地下水置換工程土建、安裝施工二標段為輸水隧洞工程，主洞線路總長3 424 m，無壓隧洞，馬蹄形斷面；工程等別為III等，主要建筑物級別為3級，引水設計流量5.0 m3/s，近期年供水量3 000萬m3，遠期年供水量5 000萬m3，主要施工內(nèi)容包括土方開挖與回填、土方洞挖、支護工程、鋼筋混凝土工程、砌體工程、鉆孔與灌漿工程等。

2 掘進施工中的問題

2.1 水文地質(zhì)實況

主洞段樁號10+170—13+594段，洞長3 424 m，坡比為0.5‰；全部為土洞，斷面型式為馬蹄形。主洞洞身段處于地下水強滲流帶，圍巖類型為砂層圍巖，圍巖流動性強、可塑性差。傾斜的隧洞、疏松的土層、無粘結的砂層、松散體中強滲流等不利地質(zhì)條件疊加，導致隧洞施工難度增大。

支洞洞長484 m，坡比11%，位于馬蹄山北麓邊山地帶的洪積傾斜平原上。原設計的工程地質(zhì)部分描述比較簡單，實際施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件差，地下水情況復雜。支洞開挖過程中，部分區(qū)段地下水位升高至洞頂，隧洞全斷面整體充水。隨著隧洞的開挖，滲水、涌水逐漸增大，涌水量達到120～180 m3/h。

實際地下水位及涌水量，與預估出入較大。大量涌水導致洞內(nèi)的施工難度成倍增加，掘進速度慢，每月進尺很小，大量的人力物力用在抽排水上。

2.2 施工抽排水方式調(diào)整

原設計洞內(nèi)排水，主要采用以排為主，防、排、堵相結合的方式，通過采用達西定律計算法計算，隧道洞室涌水量為10 m3/h，支洞主管路，采用1趟DN 50鋼管，配套5 kW污水泵，接力抽排至洞外；主洞主管路，采用1趟DN 25塑料管配套5 kW污水泵，排至交叉洞段集水井內(nèi)。但實際施工過程中因涌水量太大，為保證工作面各工序的正常進行，采用的抽排水措施發(fā)生了較大變化。具體抽排水方案調(diào)整如下：

集水井布設：正常情況下支洞斜坡道上每50 m布設一個小型集水井，集水井儲水容積一般不小于6m3，其中斜坡道200 m處的集水井，容積不小于80 m3；主支洞交叉口處布設一大集水井，容積不小于80 m3，作為主洞上下游排水匯集井。在隧洞單側(cè)或兩側(cè)設置排水溝，集水井附近設置一條橫向排（截）水溝，集中把滲水匯集入指定集水坑、井內(nèi)集中抽排至洞外。

3 隧洞抽排水施工

3.1 施工出口段抽排水系統(tǒng)布置

在進行樁號13+415—13+355洞段開挖時，主洞掌子面出水采用1臺WQ70-40-15污水泵配置DN 50塑料管排至洞外，為一級排水。

在進行樁號13+355—13+294洞段開挖時，主洞掌子面出水采用2臺WQ25-60-5.5污水泵配置DN 50塑料管排至集水井（隨開挖掘進樁號變動），集水井采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為二級排水。集水井至洞口段出水匯至集水井，采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為一級排水。

在進行樁號13+294—13+097洞段開挖時，隧洞進口掌子面出水采用2臺WQ25-60-5.5污水泵配置DN 50塑料管排至2號集水井（樁號13+294），2號集水井采用1臺WQ25-60-5.5污水泵、2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至1號集水井（樁號13+355），1號集水井采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為三級排水。

在進行樁號13+097—12+896.06洞段施工時，馬蹄山隧洞進口掌子面出水采用2臺WQ25-60-5.5污水泵配置DN 50塑料管排至3號集水井（樁號13+097），3號集水井采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至2號集水井（樁號13+294），2號集水井采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至1號集水井（樁號13+355）洞外，1號集水井采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為四級排水。

3.2 支洞抽排水系統(tǒng)布置

在進行樁號0+130—0+174洞段開挖時，5號支洞掌子面出水采用1臺WQ25-60-5.5污水泵、1臺WQ70-40-15配置DN 50塑料管排至洞外，為支洞一級排水。

在進行樁號0+174—0+240洞段開挖時，5號支洞掌子面出水采用2臺WQ25-60-5.5污水泵配置DN 50塑料管排至集水井（隨開挖掘進樁號變動），集水井采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為支洞二級排水。集水井至洞口段出水匯至集水井，采用2臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為支洞一級排水。

在進行樁號5改支0+200—5改支0+250開挖時，掌子面出水采用2臺WQ15-15-3污水泵、2臺WQ25-60-5.5污水泵DN 50塑料管抽排至2號集水井（0+200），2號集水井采用3臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至洞外，為支洞二級排水。

在進行樁號5改支0+250—0+322開挖時，掌子面出水采用3臺WQ25-60-5.5污水泵配置DN 100鋼管排至3號集水井（0+245），3號集水井采用3臺WQ70-40-15污水泵配置DN 100鋼管排至2號集水井（0+200），再由2號集水井采用3臺WQ70-40-15污水泵排至1號集水井，再由1號集水井采用3臺WQ70-40-15污水泵排至洞外，為支洞三級排水。

3.3 各洞口排水鋼管配置

各洞口排水鋼管配置見表1。

表1 各洞口排水鋼管配置

4 抽排水費用分析

4.1 抽排水費用單價分析

因合同中并無改變后的排水泵臺時費、排水管單價，下面進行排水泵臺時費、排水管道單價分析。見表2、表3。

表2 抽排水設備臺時單價分析 單位：元

表3 排水管路單價分析

4.2 抽排水費用計算

各工作面實際抽排費用=∑各型號水泵單價×對應臺時總數(shù)+鋼管單價×長度

各隧洞實際排水費用共計341.66萬元，其中出口段145.44萬元，支洞196.22萬元。具體分析如下：

4.2.1 隧洞出口段實際排水費用隧洞出口段抽排水臺時及費用統(tǒng)計：5.5 kW水泵共20 068.16 h，15 kW水泵共30 507.2 h，臺時費為137.12萬元，見表4。

表4 隧洞出口段抽排水臺時及費用統(tǒng)計表

DN100鋼管合計700 m，單價為118.87元，費用為8.32萬元。隧洞出口段控制段抽排水費用合計145.44萬元。

4.2.2支洞段實際排水費用

支洞段抽排水臺時統(tǒng)計：5.5 kw水泵共20 292.32 h，15 kW水泵共45 275.6 h，3 kW水泵共3 705.6 h，臺時費為187.73萬元，見表5。

表5 支洞段抽排水臺時及費用統(tǒng)計表

DN100鋼管合計310 m，單價118.87元，DN150鋼管合計240 m，單價200元，費用為8.49萬元。支洞抽排水費用合計196.22萬元。

5 總結

水工隧洞工程由于受水文地質(zhì)等未探明條件的限制，會出現(xiàn)一些不可抗力的設計變更，施工單位應積極聯(lián)系業(yè)主與設計單位和監(jiān)理單位進行合理變更和財務預算，積極控制預算外開支。為保證工程質(zhì)量和工作面各工序的正常施工，應在施工過程中根據(jù)實際情況及時調(diào)整施工方案。