新武隆隧道2#暗河施工方案研究

王辉++王明斌+谢兴富++古腾+聂凯翔+吴勇

摘要： 隧道穿越地下暗河时易发生突水突泥灾害，破坏区域水文环境，影响隧道施工和运营.本文介绍了新武隆隧道2#地下暗河的施工处理技术，详细介绍了该暗河的施工处理方法。该方案取得了较好的效果，对类似工程具有借鉴意义。

Abstract： Water and mud disastrous event may happen when tunnel passes through underground river， damaging regional hydrological environment and affecting the construction and operation of the tunnel. This paper introduces the construction technology of 2# underground river of Xinwulong tunnel. The program has achieved good results， and can provide a reference for similar projects.

关键词： 新武隆隧道；地下暗河；施工处理

Key words： Xinwulong Tunnel；underground river；construction treatment

中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）08-0136-02

1 工程概况

新武隆隧道隧址位于乌江边，所在地区属乌江峡谷剥蚀中低山地貌。线路并行于既有武隆隧道左侧20～60m，全长9442m，采用人字坡，隧址区山顶最大高程1113m，地形起伏较大，进口段自然坡度为10～30°，出口段自然坡度为15～25°。

2 地质、水文概况

通过对既有2#暗河地质调查，其地质岩性主要以灰岩、盐溶角砾岩为主，围岩较破碎，节理裂隙较发育，存在夹黄泥等现象。根据既有线施工揭示，2#暗河最大涌水量达8.03×104m3/d，在枯水期时水量很小。暗河下游过水能力有限，暴雨水位会上涨。

3 2#地下暗河概况

2#暗河横穿新武隆隧道，通过既有线泄水洞进入到2#暗河内实地施工调查揭示，2#暗河在施工段内总长约170m，呈倒“L”型，与新建线在ZDK179+936～ZDK179+948段正交，往新建线左侧贯通70m后折向大里程方向，暗河尾端约60m位于新建线左侧30m～45m。目前溶洞净高约1m～6m，新建线路中线位置溶洞净高约1.5m，溶洞顶部标高与新建线路轨顶面标高基本一致，溶洞底面为充填块石，2#暗河径流方向自左向右，目前溶洞水量较小。通过对既有2#暗河地质调查，其地质岩性主要以灰岩、盐溶角砾岩为主。

4 施工方案

目前在国内外隧洞施工中，隧道内暗河处理的措施大体上分为三大类 ，即排除暗河的方法（排水法）、阻止暗河的方法（止水法）和跨越法。并遵照“确保安全、排堵结合、综合治理”的原则，研究了方案[1]。此暗河主要采用了“止-排”相结合的方法进行治理，具体施工方案如下。

4.1 排水

如图1所示，在ZDK179+840左侧20m增设1#横通道，长度110m，横通道净空断面为5m×6m，揭穿2#暗河，在2#暗河与1#横通道交会位置设集水消能池；同时在ZDK179+915处设置2#过水洞下穿新建隧道，将1#横通道与既有线2#暗河集水廊道贯通，浇筑横通道底板混凝土，过水洞净空断面为3.5m×3.65m，过水洞长约72m。1#横通道施工时直接将水抽排到正洞，2#过水洞施工期间在横通道与过水洞交汇位置设积水坑进行二次抽排至正洞。正线配置5台7.5kW的抽水机，1#横通道配置3台7.5kW的抽水机。若正线施工期间遇涌水且高于预留截水墙时，采取沙袋修建拦水坝，并用抽水设备排除涌水。

4.1.1 施工1#横通道

正洞掌子面施工至ZDK179+875里程时开始单独组织人员及机械设备资源进行1#横通道与2#过水洞施工，施工中保证正洞掌子面超前横通道掌子面20m～30m。1#横通道开口里程为ZDK179+840，位于线路左侧20m，1#横通道开挖断面为6.4m×7.2m，线路纵坡为8.4%下坡，1#横通道与2#过水洞相交前后共20m纵坡为3‰；V级围岩初期支护措施为I16型钢钢架，钢架间距1m/榀，初支喷射混凝土厚度为20cm，二次衬砌为50cm厚的C35钢筋混凝土。施工中采用全断面掘进，40型侧翻装载机装渣。1#横通道与2#暗河岩盘厚度预留3m暂停施工，开始进行2#过水洞施工，待2#过水洞与既有线2#暗河集水廊道贯穿后再揭穿1#横通道与2#暗河间的岩盘厚度。

4.1.2 施工2#过水洞

2#过水洞于ZDK179+915下穿正洞，下穿正洞的岩盘厚度为3m，开挖断面尺寸为4.9m×4.8m，纵坡为10%。過水洞采用V级围岩支护，拱墙设置I14型钢钢架，钢架间距1.0m/榀。拱墙喷射20cm厚的C25混凝土，二次衬砌为C35钢筋混凝土，厚度为50m。施工中采用全断面开挖，下穿正洞前后20m时循环进尺为1m，其余循环进尺为2m。爆破后采用40型装载机将洞渣运到与1#横通道相交位置再采用汽车运到洞外。2#过水洞施工完毕后揭穿1#横通道与2#暗河间的岩盘。

4.1.3 施工消能台阶与消能池

为了降低流水对廊道的冲刷，在2#暗河溶腔与2#横通道间的连接段设置消能台阶及消能池（见图2）。消能台阶高0.5m、宽1m；消能池长5m、挡墙高1m、宽1m，底板厚0.75m。endprint

4.2 挡水

首先在暗河入水口处设置格栅挡墙，防止块石冲入排水廊道引起堵塞；之后在正洞对应2#暗河上游位置修建截水挡墙，将2#暗河流水全部引排到新建2#过水洞，避免丰水期地下水位超过隧道高程引发灾害；最后在揭露的2#暗河底板处采用钢筋砼浇筑，阻止暗河水对其进一步溶蚀，其示意图如图3所示。

4.2.1 施工格栅挡墙

为了防止块石冲入排水廊道，在入水口设置P43钢轨格栅挡墙。格栅基础开挖为：深度2m，宽度3m，挡墙分两次浇筑，每次浇筑1m高。同时格栅基础两端头位置镶入基岩1m、宽3m。挡墙单侧安装模板，迎水面侧采用满槽浇筑。第一次浇筑完后在混凝土顶采用？准16钢筋按0.3m间距梅花型布置施工缝接茬筋，同时设中埋式止水带。第二次浇筑混凝土前在与流水面底板混凝土相接位置预埋中埋式止水带及底板连接钢筋。格栅钢轨安装间距0.5m*0.5m，钢轨交叉位置采用“U”型？准16钢筋焊接。钢轨格栅外露高度2m，钢轨埋入基础1m。基础砼标号为C35。

4.2.2 施工截水墙

在正洞对应2#暗河上游位置修建截水挡墙，将2#暗河流水全部引排到新建2#过水洞。截水挡墙下设托梁，托梁总长26m，两端嵌入完整基岩各2m，托梁宽2.2m，高度为1.75m。截水挡墙厚度为2m，为了保证挡墙与周边围岩有效连接，在围岩周边按1m间距成梅花型安设4m长的锚杆。托梁主筋为？准28，截水挡墙主筋为？准28mm钢筋间距20cm，分布筋为？准12mm双层钢筋，钢筋净保护层厚度为5cm。

4.2.3 2#暗河底板施工

2#暗河底板采用钢筋砼浇筑，砼厚度50cm，主筋为？准18mm钢筋间距20cm，分布筋为？准12mm双层钢筋，钢筋净保护层厚度为5cm。墙身厚40cm，主筋为？准18mm钢筋间距20cm，分布筋为？准10mm双层钢筋，钢筋净保护层厚度为5cm底板砼标号为C35。

5 结论

通过施工1#横通道、 2#过水洞，与2#暗河间的岩盘揭穿；在正洞对应2#暗河上游位置修建截水挡墙，将2#暗河流水全部引排到2#过水洞的方法，达到了预期的效果。该方案部分地改变了暗河系统局部地段地下水流向，对隧道结构影响小； 排水洞与隧道施工相互干扰小，有效控制了突泥突水的风险， 确保了隧道施工安全。

参考文献：

[1]陈绍林，李茂竹，陈忠恕，等.四川广（安）-渝（重庆）高速公路华蓥山隧道岩溶突水的研究与整治[J].巖石力学与工程学报，2002，21（9）：1344-1349.

[2]舒东利.合肥地区膨胀土地层浅埋暗挖隧道设计关键技术研究[D].西南交通大学，2016.

[3]张兴林.天心山隧道进口段软弱膨胀围岩的开挖与支护[J].石家庄铁道学院学报，2004（S1）.endprint