高原隧道施工防排水方法研究

（中鐵十一局集團第二工程有限公司,湖北 十堰 442013）

高原隧道施工時常常會因為穿越富水地層、斷層而引發出水問題，長期以往必然會損壞此地區的水循環系統，進而對人們的日常生活造成一定影響。鑒于此，相關人員在施工前要勘測好附近環境，了解當地的地質特點與人文情況，在施工過程中遵守我國施工標準，提升防排水水平。

一、項目概況

覺巴山隧道建設在我國西藏自治區芒康縣境內，和早已建成的國道318線緊密相連。其海拔3200m，隧道主洞共6995m，平行導洞共6940m，按照國家三級公路標準設計，是一條特長隧道。

對于橫斷山區而言，覺巴山路段的危險性是有目共睹的，此隧道正式開放后，輕松躲避了各種險段，大大節省了行車時間。不僅優化了川藏線路況，在國防建設上也做出了巨大貢獻。

二、地質水文情況

覺巴山隧道山體切割比較強烈，溝谷錯綜復雜，地下水徑流經常被大氣等外界條件所影響。基巖裂隙水是洞內的主要地下水，洞身少許部分為構造裂隙水，實際涌水量為330m3/d，進入正洞大里程施工路段存在F2斷層帶，采用相應分析法得到以下預測結果：

三、高原隧道施工防排水方法探究

（一）反坡抽排水

1.具體實施方案

以覺巴山隧道為例，確定方案時以經濟實用性為準則，選用兩階段排水方法。

第一，隧道出口為反坡施工，若遇見涌水問題，立即就近開挖集水坑，通過潛水泵來引導集水坑與掌子面中的積水，然后再利用箱式移動泵將其排到隧道外。若掌子面出現大面積涌水，則要安裝應急箱式轉泵站，進行排水工作。

表1 降水入滲法涌水量計算表

表2 地下水動力分析法涌水量計算表

第二，反坡施工路段使用移動泵站把水引到泵站水倉，然后采用動力泵送把水引到污水沉淀池，進而流進隧道外的排水體系中。主洞進行順坡施工，排水工作使用順坡自然引排，如果在仰拱、掌子面施工時發生散水情況，布置臨時集水坑，通過小型抽水機把水引到洞內就近水溝，順坡流進泵站水倉，利用動力泵送再把其引到隧道外的排水體系中。

2.排水系統布置

為保證施工工序有序進行，提高空間利用率，在緊急停車帶處安裝泵站和水箱，間距控制在800m左右，抽排水管路也布置在緊急停車帶加寬側。在中心排水溝檢測位置布置集水坑、移動泵站以及潛水排污泵，把水箱和固定泵站安置在專門的加寬帶上，確定水箱容量時根據5min匯水量的標準執行，結構規定為5m×2m×2m。根據隧道實際情況，一共安裝14處固定泵站，2處移動泵站。

（二）凍土層處理

在高原隧道施工過程中碰見凍土層是十分常見的事，其防排水處理要堅持以下原則：保護凍土、從根治理、地表截排降綜合處理，洞內排堵綜合處理，做到全面治理。

1.針對#2沖溝采用地表處理方法，保證其排水通暢；在線路上游設置降水井，阻隔凍結層上水的滲漏渠道，從而降低地下水位。

2.在其原來注漿范圍之上，順著路徑兩側合理增加帷幕注漿面積，對隧道圍巖采取注漿堵水。

3.在洞外出水口位置與洞內水溝處安裝加熱電纜，實現沿程加熱，確保冬天水溝不結冰，洞內排水暢通，出水口不結冰。

4.在初次襯砌和二次襯砌過程中實施全斷面回填注漿，以填補縫隙，避免兩層襯砌之間出現積水，封堵地下水順著兩層襯砌流動的可能路徑。值得注意的是：在結束縱向、橫向縫和初次、二次襯砌回填注漿工作后，在#1沖溝段依然存在一些集中出水點，對此相關人員采取了圍巖注漿堵水方法。處理過程比較棘手，雖然暫時堵住了滲漏水但隔一段時間又發現新的出水點。經過數次的改良工作，集中出水點徹底得到根治，杜絕了滲漏問題。

5.完成正洞注漿后，#1、#2沖溝段分布的避車洞均有滲漏問題發生，特別是#1沖段的情況最為惡劣，某車洞內有3個注漿鉆孔的出水量高達25m3/d，剩下的車洞有些是底板滲水、有些是預埋盲管滲水，還有一些壁面出水。相關人員對此使用了化學注漿處理方法，選擇了具有良好滲透性的漿液，在出水位置鉆孔對初襯和圍巖間的縫隙采取了化學注漿。

（三）掌子面涌水處理

為解決掌子面涌水問題，可采取以下措施：

1.在施工過程中加強水文地質的超前預報工作，提高涌水量預報準確度。對施工階段地表水體的檢查和監測予以高度重視，做好預警工作，實現信息化施工，同時布置好應急措施，全面保證施工安全。

2.覺巴山隧道地下水的排放與流通途徑以斷層破碎帶為主，具有較強的富水性，對高原隧道圍巖的穩固性造成不良影響，極易引發冒頂、涌水等問題。由于隧道排水會降低2#溝泉眼出水量，對附近居民飲用水帶來安全問題，所以針對物探低阻異常帶以及斷層破碎帶實施全斷面注漿，以提升圍巖穩定性，避免其對飲用水源造成不良影響。注漿工作開始前，先進行超前地質預報，了解圍巖地質情況。

（四）關于環境保護

1.生態環境。在隧道施工過程中要注意保護樹木植被，盡量保持其原狀，若遇到特殊情況必須砍除，先要得到相關部門的允許，不可亂砍亂伐。對于施工中產生的垃圾、有害物質等，要采用焚燒或者其他科學方法處理完畢后深埋到監理人員要求的地點，避免傷害動植物。對裸露的地表進行植物覆蓋，避免水土流失。

2.水資源。處理生活廢水和施工污水時可參考以下流程：一是污水通過柵網進入調節池，阻擋一些比較小的雜質。二是在沉淀池之前建設好調節池，協調污水的水質與水量，協調好的污水通過撕裂式防堵塞污水泵提高到斜管沉淀池。三是減少生化處理壓力，在充氧膜過濾池之前布置好集除油、沉淀和沉沙為一體的斜管沉淀池，讓污水中的油渣得以上浮，雜質得以下沉。四是對流進充氧膜濾池污水進行生化處置。五是處理后的污水進入反沖洗清水池，儲存部分經過處理后達標的水。

四、結語

提高高原隧道施工質量，必須要加強防排水工作。相關人員必須要結合實際情況，在實踐中有針對性的優化方法對策，以不斷提高治水效率，確保施工順利進行。