隧道工程施工反坡排水技术方案

隧道工程施工反坡排水技术方案

王军军

甘肃省交通科学研究院有限公司甘肃730000

摘要：笔者介绍了在隧道施工过程中遇到此类突水问题，建议应用反坡式排除技术，为后续该方面的研究提供理论上的参考依据。

关键词：特长隧道；突水现象；对策反坡式排水技术；对策

前言

随着我国基建需求的爆发式增长，建设施工业的市场迅猛发展。隧道工程建设作为基建建设中的重要构成部分，对交通运输业的发展起着重要的作用。隧道工程项目技术的进步和升级是政府和百姓关心的重要问题，在隧道施工的过程当中，要注意可能发生的各种安全性问题，因为借助科学有效的施工技术可以大大降低危险事故发生的概率，进而可以促进现代隧道施工技术的有效开展。

一、工程实例

木寨岭公路隧道2#斜井，隧道坡度设计为：进口段为10.6％下坡，出口段为10.6％下坡，进出口高差为144.121m。红池隧道（有砟隧道5621米）和转心湖隧道（无砟隧道6676米），铁路等级：I级，正线数目：双线，设计行车速度：200Km/h以上。隧道坡度设计为：红池隧道为一字坡，进口段为10‰上坡，出口段为3.8‰上坡，进出口高差为8.305m；转心湖隧道为人字坡，进口段为3.8‰上坡，中间设置竖曲线，出口段为5.0‰下坡，进出口高差为6.61m，转心湖隧道斜井综合坡度为8.71%。

该隧道工程地质与水文地质情况极为复杂，构造作用强烈，褶皱密集，地下水资源也较为丰富，均涉及到反坡排水。

二、隧道工程突水机制

隧道工程中突水发生机制，通常具备的2个基本条件，第一点，是隧道开掘中较为充分水源地带；第二点，是水源和隧道之间分布着较多的通畅利于出水的、而且足够大的通道。

在出水源分布较多、且水量充足是造成隧道工程中出现突水的一个重要因素。我们在收集的隧道工程资料中，发现主要有以下几种水源。（1）隧道所在地区的含水层，尤其是承压的含水层,在隧道工程施工过程中，不对地下的承压含水层有效地重视起来，就会造成施工中出现的突水水量较多。（2）在隧道建设工程上方存在水库，或者就是位于江、河、海底部的位置，那么易造成突水的水源分布就较为集中。（3）在一些隧道工程附近有溶洞、采空区有大量的积水。（4）在自然灾害如江、河等发生洪灾时,洪水可能沿各种通道进入到地下的倒灌水通道中。（5）还有就是要注意很多富水的优势断裂处就具备含水层的特征，这类地形在隧道施工中要注意，否则这些断裂层就可能成为出水的通道。

三、井点安装

（一）安装程序

井点放线定位→安装高压水泵→凿孔安装埋设井点管→布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。

（二）井点管埋设

1、根据建设单位提供的测量控制点，测量放线确定井点位置，然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于冲击孔时集水、埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便排泄多余水。

2、用绞车将简易井架移到井点位置，将套管水枪对准井点位置，启动高压水泵，水压控制在0.4～0.8MPa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地升降套管与水枪。一般含砂的粘土，按经验，套管落距在1000mm之内，在射水与套管冲切作用下，大约在10～15min时间之内，井点管可下沉10m左右，若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。冲击孔的成孔直径应达到300～350mm，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上，以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的砂石。

凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时遇到较大的石块和砖块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。

井孔冲击成型后，应拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索提起井点管插人井孔，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，井在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层。该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点：

（1）砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。

（2）滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60～100mm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。

3、砂石滤层的填充高度，至少要超过滤管顶以上1000～1800mm厂-般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。

4、井点填砂后，井口以下1.0～1.5m用粘土封口压实，防止漏气而降低降水效果。

（三）冲洗井管

将φ15～30mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止。应逐根进行清洗，避免出现“死井”。

（四）管路安装

首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好。并做好冬季降水防冻保温。

（五）检查管路

检查集水-下管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象，发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止。在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上安装一个压力表。为了观测降水深度，是否达到施工组织设计所要求的降水深度，在基坑中心设置一个观测井点，以便于通过观测井点测量水位，并描绘出降水曲线。

在试抽时，应检查整个管网的真空度，应达到550mmHg(73.33kPa)，方可正式投入抽水。

四、抽水

轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。开机7d后将形成地下降水漏斗，井趋向稳定，土方工程可在降水10d后开挖。

五、结束语

综上本文的讨论内容，在现代工程的隧道施工管理中，必须结合隧道的地质构造和水文特征的实际情况，发生突水现象的概率较高。针对这种隧道施工中的突水现象，反坡式的排水技术作用较为明显。该技术的结构是，利用隧道内的突水处和隧道外之间逐级搭建泵站的排水系统，同时可以设置集水坑，提高隧道内的排水到洞外的效率，在反坡式排水技术中设备的材料选择要满足适用性，同时要组织专人管理。

参考文献：

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[2]李庚许.宜万铁路大支坪隧道大型突水突泥溶腔迂回绕行施工技术[J].铁道标准设计，2010（08）.

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