1 3云南省滇中引水工程建设管理局楚雄分局 云南楚雄 675000
2云南省滇中引水工程建设管理局红河分局 云南红河 661199
摘要：为了更好的对滇中引水工程进行建设，降低云南省滇中地区当地的自然灾害的发生频率，并为工程设计提供极具价值的地质参考依据，对云南省滇中引水工程楚雄段施工2标隧洞地质进行详细的勘察，对水工输水隧洞超大涌水问题产生的原因进行有效分析，并依据地质情况及时采取有利措施，控制超大涌水现象造成的危害，尽量避免或预防超大涌水现象的发生。
关键词：引水工程；隧洞；超大涌水；输水；
1．前言
在进行引水工程的施工上，滇中地区输水隧洞工程施工量巨大，技术要求较高，施工工艺也极其复杂。进行水工输水隧洞的建设过程中，易出现涌水现象，尤其是超大涌水现象的出象，对地质及周边环境、设施造成的影响是巨大的，破坏性也较强，所以加强对超大涌水问题原因进行查明，并依据产生的原因及时治理与预防，是稳固周边设备设施、提高工程质量的关键点。为了更好的对水工输出隧洞超大涌水问题进行处理，对云南滇中风屯隧洞2#支洞案例进行分析，利于超大涌水现象的处理技术的探讨与提高。
2．工程概况
云南省滇中引水工程输水隧洞施工，在风屯位置进行隧洞2#支洞进行施工。隧洞入口地理位置在牟定县凤屯镇，施工工期计划为15个月，从2015年9月10日至2016年12月10日期间为施工工期时间段，此项引水工程总造价为2334.2229万元。支洞全长555m，坡度40.4%，支洞最大涌水量计划为3010 m3/d。隧洞的支洞断面尺寸为宽6.5m×高6.0m，形状类似于城门洞型（如下图1所示）。其中2#支洞的作用与功能，主要是做为有轨运输以及永久检修洞来使用。
图1 凤屯隧洞2#施工支洞口示意图
3．水工输水隧洞超大涌水问题成因分析
3．1 地形地质及交通原因
凤屯隧洞进口地理位置属于第四系覆盖层，地层岩性主要有粉砂质泥岩，泥质粉砂岩等，抗压强度在5MPa＜Rb≤15MPa之间较软岩层分布较多。隧洞修建过程中，主要穿越的岩层为软岩、及较软岩层，部分为硬质岩，且断层带也占有一定的比例。施工过程中，隧洞还可能穿越规模较大的断层，且隧洞线岩体风化不匀，隔层风化现象严重，坡度位置风化带厚度可高达30m，最薄处厚度也有10m，弱风化带的厚度在70m左右。
凤屯隧洞沿线，较大的河流有牛鼻子河以外，其余为箐沟。地下水位在5m~120m之间，类型主要为承压水、断层脉状水，地下水资源贫乏，地下水的主要来源为降水，受季节影响。泥质岩的透水性能一般，属于弱透水情况，且地下水主要成份有SO4-K+Na-Ca、HCO3-SO4-Ca-Mg，对混凝土等建筑材料的具有一定的腐蚀性，对钢筋的腐蚀性较小，属于弱腐蚀性，对混凝土中的钢筋的腐蚀性为0。
3．2 隧洞开挖过程中的涌水状态
2#支洞地下水类型主要为基岩裂隙水，总体富水性差，水量少。地下水的主要来源是降雨渗透，降雨量满足向邻近沟谷排泄量，水位的变化受季节影响。对隧洞开挖施工，向纵深开挖洞深在28m位置遇地下水，且随着开挖深度的增加，从28m~83m米段，地下水呈现滴水现象，并出现渗水，随着开挖工程的逐渐发展，涌水量也逐渐增多，并出现涌水现象，出现线状流水形成沟渠，洞顶渗水呈现雨淋状态，涌水量随着开挖深度的增加而增多。
依据隧洞开挖施工现场情况分析，2#支洞涌水现象，随着开挖的深度的增加水量也不断增多，在FT2#+310以后，实际涌水量要超过预测涌水量，预测涌水量为3000m3/d。同时涌水点与渗水点紧随掌子面，分布在掌子面30m洞段，出水点大多位于洞壁两侧，并沿洞壁侧面裂隙渗漏而出，随着断层的出现涌水量随之加大，并呈现股状涌水现象。随着工程开挖的深入，洞壁渗水点与涌水点逐渐下移，需要施工排水，并降低地下水位。
3．3 超大涌水成因分析
隧洞的涌水量，随着开挖施工的不断前进，在开挖至310m后，涌水量大增，地下水渗流现象较为严重。形成涌水量大增的原因主要是由于特殊的地质构造，及断层引起。地下软岩层节理裂隙形成地下水的渗流通道，从而使涌水量不断增加。断层构造及陡倾断层伴生裂隙面精糙起伏，延伸长，从而为渗水提供了便利条件，使渗水连通性增强，形成地下水渗流网络，使2#支洞涌水量大增，这是隧洞涌水的重要成因。
4．超大涌水后的处理策略
4．1 制定突发涌水应急方案
随着隧洞开挖的逐渐深入，穿越断层的破碎带时，由于地质条件的特殊性，很容易出现较大的水流，容易出现涌水、突水现象。所以在排水系统的设计上，需要设计二套排水设备，来加强对涌水现象的应急处理。可在排水管路上应用高压泵进行排水，进水管路的开口设计在高压水管上部，与水泵相连，做为备用排水设备。在施工过程中，支洞开挖过程中，一旦发生超大涌水现象，或者是涌水量大增时，要及时开通备用排水泵，启用应急排水管，打开排水闸应急排水。
4．2 封堵方案设计
2#支洞开挖后，随着涌水量的大增，实施应急排水预案后，如果效果不能达到预期，还可以采用封堵的方式来改善涌水现象。主要施工技术是对全断面实施固结灌浆的方法，对掌子面涌水位置，通过超前固结灌浆的办法，对涌水现象实施封堵。固结灌浆孔的分布间距以2m*3m间距为宜，孔长度L=4.5m为宜。水泥使用普通硅酸盐水泥即可。水灰比为0.5：1，或者是最大水灰比不超过1：1的纯水泥浆灌浆，水灰比可依据灌浆孔渗水量而变化调整，以达到最佳堵水效果为宜。如果由于超大涌水现象使水泥灌浆效果无法达到预期目标，可在水泥浆液中加入水玻璃（35Be），应用双浆液灌注的方法，灌浆施加压力控制在0.5Mpa~1.5Mpa之间。
封堵灌浆法，还可以依据断面每2m设置一个灌浆孔，每个断面上设计12个固结灌浆孔，灌浆孔的间距，以渗水量为间距调整依据。
4．3 支洞涌水后剩余工程施工策略
经过对2#支洞涌水情况采取了不同的策略，进行超大涌水量的控制。
涌水量自2016年12月30日，涌水量突然急剧大增，至2017年1月9日的十天时间里，2#支洞涌水量平均300m3/h，最大涌水量超过平均值，在335m3/h以上，支洞涌水后，受到电源电容量的限制，应用水泵及灌浆方式控制涌水量，水量一直保持在FT2#+420值上，超大涌水问题出现后施工停止。超大涌水问题解决后，支洞实施继续开挖工程。
5．结束语
对凤屯隧洞2#施工支洞的超大涌水情况，进行了实例分析，对涌水情况实施了紧急处理预案，并对排水不利的情况下，实施封堵的方式进行排水量的缩减。并将超大涌水量保持在一定范围内。对水工输水隧洞超大涌水问题的产生原因，及治理措施进行了探讨，为解决隧洞超大涌水问题提供了技术参考。
参考文献
[1]王 哲 某水利工程输水隧洞施工涌水问题处理方法简介[D]河北省水利水电勘测设计研究院 2015（02）
[2]刘大鹏 东山供水工程某输水隧洞施工过程中涌水突泥处理及后续施工控制措施[J]建筑设计2017（01）
[3]杜业彦 徐利芬 李 强 大伙房输水隧洞六河段涌水的处理与分析[J]东北水利水电2016（10）
论文作者:陈宽1,李昱2,唐明秀3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/2
标签：隧洞论文; 水量论文; 现象论文; 地下水论文; 断层论文; 云南省论文; 水工论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;