浅论地坪隧道反坡分级排水施工方案的应用

'浅论宁武高速地坪隧道反坡分级排水施工内容提要:介绍地坪隧道反坡排水施工方法及工艺，对保证隧道施工进度控制和减少排水费用起了积极作用，结合每一阶段施工要点分别进行了详细阐述,为类似工程提供一定的参考经验。关键词:长大隧道反坡排水施工方法施工进度1.工程概述本隧道是国家高速公路沈阳至海口纵线的第四条联络线—宁德至上饶联络线福建境内南平段。1.1隧道概况起讫桩号为左洞ZK135+202～ZK138+536右洞YK135+172～YK138+499。隧道左洞进口位于半径为2500米的平曲线上，出口位于直线上，纵坡为-2.15%。右洞进口位于半径为2500米的平曲线上，出口位于直线上，纵坡为-2.15%、-2.80%。1.2地形地貌隧道区属低山剥蚀地貌，地形起伏较大，山坡较陡；自然坡18°～68°，山脊陡峭，海拔320～984m，地表水流量约100～800m3/d；受季节影响变化大，暴涨暴落，沿海地表植被发育，毛竹杂木等经济林。1.3工程地质隧道区大地构造处于在闽东火山断拗带和闽西北隆起带分界带附近，政和一大埔深大断裂，近期内规其活动地壳整体相对稳定。受区域性地质构造的影响，隧道区基岩为白垩系石帽山群组凝灰熔岩和凝灰质砂岩、沙砾岩，沙砾岩的层理总体倾向北西，倾角15°～35°。隧道场址区除断裂构造较发育外，天活动断裂，规滑坡，崩塌、泥石流、采空区。岩溶夜等不良地质作用，隧道区现状态总体稳定，场地工程地址条件尚好。洞体围岩级别为Ⅱ、Ⅲ级为主，靠近洞口和断裂发育为Ⅳ、Ⅴ级。1.4水文地质隧道区位于当地侵蚀基准面之上，地表水总体较贫乏，隧道区地表下水主要为风化基岩中的裂隙—空隙水及断裂破碎带和裂隙密集带中的构造裂隙水，水量贫乏，隧道开挖不易发生突出现象，地下水对砼无腐蚀性。 2.施工排水方案设计原理本隧道施工为顺坡施工的,排水采用自然坡道排水，施工为反坡施工的，计划结合附属洞室每隔50m～100m设集水坑，洞内的积水顺临时边沟自然汇集到集水坑内，在工作面设临时积水坑，积水由抽水泵站抽往上一级集水坑，依次接力抽排，直到洞外污水处理厂，经过沉淀、过滤等净化处理，从而达到排放标准。3.反坡排水的意义及影响因素施工组织始终遵循的原则为：安全第一的原则、优质高效的原则、方案优化的原则、确保工期的原则、科学配置的原则、合理布局的原则。本标段工程设计工期24个月，计划2009年10月1日开工，2011年10月1日完工，工期24个月。本工程隧道为特长隧道，地形起伏较大，山坡较陡，为保证按期完工，必需双向施工，反坡排水成为影响工期的因素之一。根据招标文件对本合同段的工期要求，编制科学、合理、周密的隧道排水施工方案，合理安排施工进度，确保现工期目标，满足业主的要求。隧道反坡排水要充分考虑机械设备性能，结合现场实际条件，隧道长度，坡度，水文地质条件，进度要求等综合考虑，选取经济适用的施工方法。4.现场排水施工工艺及采取的措施4.1工序概况本隧道采用新奥法原理组织施工，复合式衬砌。施工顺序为：施工准备→测量放线→洞口及明洞开挖→边仰坡防护→超前支护→洞口段开挖及支护→明洞及洞门施工→洞身开挖及支护→洞身防排水施工→二次衬砌→排水沟、电缆槽施工→隧道路面、附属工程→交工验收。施工中各工序相互配合、相互协调，确保施工作业连续进行。而隧道掌子面的水无法及时排除时，洞身开挖完成后无法进行下一道工序，导致整个工程停滞，严重影响施工进度。本隧道围岩分类详细下表隧道围岩分类表隧道名称起讫桩号围岩级别及长度（m）Ⅴ级Ⅳ级Ⅲ级Ⅱ级合计地坪隧道YK135+172～YK138+499143544104016003327ZK135+202～ZK138+536164585955163033344.2施工排水 4.2.1贫水段排水方案施工前，我们对可能影响隧道施工的因素进行了实地调查，发现本隧道山顶有一个天然湖泊，所以我们对该隧道的反坡排水相当重视，制定了应急预案。在边坡、仰坡坡顶的天沟、截水沟排水系统修建完成后，隧道进口左右洞（反坡）先后进洞，在进洞1000m范围内，围岩较好，只有几处裂隙渗水，而且渗水量不大，两洞都在工作面设置临时积水坑供2.2KW手提式污水泵（污水泵台数根据现场情况调整）抽水至主泵集水坑，在集水坑采用一套22KW的离心泵配φ80MM钢管把水直接排出洞外。使用此方案，两洞进口1000m范围内在出完碴半小时内能排完水达到施工要求。4.2.2富水段排水方案根据左右洞进洞1000m范围的渗水位置，我们分析得出此隧道左洞与右洞水文地质条件相同。隧道右洞进尺在1100m后多处出现大量渗水，使用22KW的水泵在出完碴以后一个小时才能抽水完成达到施工要求。右洞进尺在1280m处出现炮眼喷水现象，拱顶遇到大面积渗漏水。此时左洞进尺落后右洞70m，根据施工进度推断左右洞至少还得进尺400m以上才可按工期要求贯通，所以我们安排右洞集水坑位置紧急增加两台75KW的离心泵（一台备用）配一套φ125MM钢管（此钢管现场有1300m）排水，同时针对隧道进尺太深，线路太长，施工用电在高峰期无法完全满足的现场实情，配备了一台220KW的柴油发电机组，专供排水使用。配备完成后，右洞有两套排水系统，根据水量大小，现场确定此两套排水系统的使用，保证了施工进度。集水坑安排在隧道行车方向右侧，容积不小于4m3，集水坑的距离根据现场情况进行调整，尽量靠近出水量大的断面，一般距出水量大的掌子面40m～50m，最大不超过100m，超过100m要增设集水坑。由于隧道左洞在同进尺高于右洞，左洞的水可以经过隧道横洞（最多300m范围内有横洞，横洞长28m）分流至右洞，保证了左洞的排水进度，确保左洞正常施工。采用此方案，右洞进尺在1350m段、1458m段及左洞的三段大面积渗漏水段都确保出完碴后一个半小时内洞内正常施工。4.2.3人员安排水量较大时，为保证排水进度，我们一个洞安排三组人员（每组5人）对排水进行控制，其中一个组长配摩托车全面协调，一个电工，三个人在掌子面调整小水泵位置及布管，确保掌子面的水快速及时的流入集水坑。5.安全保障措施。为保证进度，抽水工作在出碴时就同时进行，此时掌子面机械车辆来往频繁，工人及司机必需进行安全教育。隧道内的污水矿物质含量高，对人体伤害较大，所以必需给工人配备全套防水用具。同时,水泵都是用电设备，配备专职电工进行电工作业，保证用电安全。 6.效果分析评价本隧道反坡排水施工方法是将隧道反坡排水原理与现场施工实际情况相结合而形成，适用于所有隧道施工，对保证隧道施工进度控制和减少排水费用起了积极作用，对其他长大隧道的反坡排水有一定的参考价值。7.几点体会工程施工得根据现场条件采取相应的工法。熟悉各种工程设备的性能及技术参数，合理利用，科学利用以提高效益。隧道二次衬砌要紧跟掌子面，衬砌完成后可以堵水，使渗水通过裂隙排出隧道洞身，有效减少排水工程量，提高排水效率。参考文献1.《公路隧道施工技术规范》（JTJF60-2009）人民交通出版社2.沈阳至海口纵线福建宁德至武夷山南平段A7合同段招标文件、补遗书等；3.本工程现场考察资料；4.A7合同段施工合同协议书；5.A7合同段施工图纸。'