浅谈阿拉山口长距离隧洞施工中排水问题

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1、浅谈阿拉山口长距离隧洞施工中排水问题摘要：在小断面、长距离隧洞施工中，随着隧洞掘进的不断深入，排除洞内岩石裂隙水已成为工程迫切解决的问题，本文根据阿拉山口供水与生态建设工程二号竖井的工程实例，分析了长距离隧洞工程的排水问题，并介绍解决问题的具体方法，以积累长距离隧道施工中排水的经验，从而保证隧道施工的顺利进行。关键词：长距离；隧洞；排水；问题中图分类号：TD74文献标识码：A文章编号：1003-6997(2012)13-54-021工程概况阿拉山口输水隧洞工程全长14.19km,属无压明流，洞径为2.50mX2.50m城门洞型，纵坡为1/1000,设计引水流量1.30m

2、3/so隧洞沿线共布置了3个竖井，每个竖井单作业面距离长度平均在1000m以上，最长的单作业面长度二号竖井下游面长达1600m,并且没有其它排水通道。因此，排水问题将是今后施工中亟待解决的一个难题，同时也将成为小断面、长隧洞能否实现快速施工的关键。2水文地质条件输水隧洞沿线共有5个拐点，洞线全长14.19km。地形为花岗岩低山区，山体基岩裸露，地形高低起伏，北西高，东南低。海拔高度680〜1080m,地形相对高差30〜100m,冲沟不发育，一般沟宽10〜100m,深30〜50m。岩体完整,坚硬，呈块状。围岩类别多为I〜II类，隧洞进出口（包括出口段通风口）、冲沟段与岩石

3、交界部位以及个别岩石裂隙发育地带短距离内岩石类别为III〜IV类。岩性主要为肉红色，中、粗粒黑云母斑状花岗岩。岩体呈椭圆状，东西宽15km左右，南北长18km左右，分布面积约270km2o沿线共有2条大的洪水冲沟（三号埋涵和一号斜井至竖井），其它6条冲沟主要沿南北向分布，沟谷中有少量地表水，均来自上游泉水补给,为当地牧民饮用水。3洞内排水方案二号竖井位于隧洞桩号K7+110处，井深109m,断面尺寸3mX4m,处于隧洞施工的中间位置，二号竖井的施工也是整个工程最关键的控制性地段，竖井控制隧洞长度为2850m,其中上游长1250m,下游长1600m。在洞挖过程中，随着隧洞

4、不断进尺，地下渗水也在不断增加，对洞内围岩的稳定、岩石开挖、喷锚、支护以及殓衬砌施工带来严重影响，以致影响到工程质量和整个工程的进度，因此必须采取措施，投入人力和机械设备，合理安排各个工序。根据已开挖的洞内实际情况，先在竖井下游20m部位开挖一个可容纳100m3的集水井，并配备抽排量足够的泵水设备和安全的供电保障设备，可将竖井上下游的洞内岩石裂隙水集中抽排至竖井集水井再抽排至井口地面。3.1顺坡排水竖井上游距离短，洞内岩石裂隙水量不大，平均约为36〜72m3/h,可顺坡引至竖井集水井集中抽排至井口地面,故称为顺坡排水。首先确保在隧洞洞挖施工中洞内地面坡度1/1000的纵

5、坡，施工后保证洞内地面平整，没有杂物阻水,保证水流沿纵坡顺流至竖井集水井。在顺坡排水过程中，因洞内岩石裂隙水在断面上呈不均匀分部，为保障洞内出磴人员和车辆进出方便，以及不影响洞内供电线路和供风管的安全使用，尽量将断面上的裂隙水引至洞内一侧。排水方法有两种。3.1.1打排水孔法在岩石裂隙水面积较大，没有集中水流的情况下，利用手风钻在裂隙水相对较为集中的地方打一排水孔，排水孔的大小根据现场岩石裂隙水水量而定，以满足排水为准，孔深约为1m,孔径约为5cm。3.1.2篷布法此种方法多用于岩石裂隙水面积较大，水流较少的洞顶部位，在采用排水孔法效果不理想的情况下采用塑料薄膜篷挡住水

6、流，使水流沿薄膜流向洞壁。在无法将裂隙水引至一侧的地方，在供电线路经过的地方做好安全防护。3.2逆坡排水竖井下游距离长，洞内岩石裂隙水较大，仅桩号K7+936处出现较大的基岩裂隙水，未灌浆前仅此处的水量约为60m3/ho裂隙水必须引至竖井处集水井集中抽排，因处于下游,故称为逆坡排水。逆坡排水的投资跟洞内岩石裂隙水的大小成正比关系，岩石裂隙水大，抽排水设备规格提高，投入较多，设备台时增加，发生的人工费也同时相应增加。涌水处距离井口826m,每隔100m左右设一集水井，至竖井底部集水井共计8个集水井，按照顺坡排水方法先将裂隙水排至就近集水井，然后利用水泵逐级向竖井口抽排，到

7、竖井底部集水井后再利用水泵向井口地面抽排。由于洞挖至K7+936处发生的涌水量相对较大，洞挖已无法进行，经监理单位认真核实，设计人员精心计算，建管局同意先对涌水处进行化学灌浆，封堵水流。经过化学灌浆后，涌水段几乎见不到裂隙水流出，但随着隧洞不断进尺，多处局部少量的裂隙水依然存在，若不及时抽排势必影响工程工期和工程质量，根据现场实际情况，在不影响工期和工程质量的前提下，经济合理的布置集水井和配备抽排水设备，在局部岩石裂隙水少的情况下，采用小功率泵，按时、定时抽排水。4排水沟和集水井的布置在竖井上游由于是顺坡排水，故在竖井上游无需布设集水井。