尖山隧道進口暗河施工方案探討

王定寶

（曲靖經濟技術開發區建設投資集團有限公司，云南 曲靖 655000）

尖山隧道進口暗河施工方案探討

王定寶

（曲靖經濟技術開發區建設投資集團有限公司，云南 曲靖 655000）

2012年2月29日尖山隧道進口上臺階施工至 DK1024+574 時 ，在掌子面左側揭示設計推測暗河，DK1024+570～+592.5 段暗河走向與線路走向一致，隧道左邊墻位于暗河通道內，DK1024+592.5處暗河拐彎，在彎道處線路與暗河正交，相交處暗河寬 10.5m，線路附近暗河底部標高 2083.23～2081.19，目前暗河內水量較小，但是在洞壁3～4m 高處有水淹過的痕跡，并粘有薄層暗河帶來的黑色及灰黃色黏土，暗河底部覆蓋砂和卵石，說明暗河通道較長，補給區較遠，砂和卵石被河水搬運了很長距離，在區內未找到暗河入口。暗河在DK1024+571 處狹窄，有積水，暗河上游情況不詳，下游通道寬敞，高 4～8m，寬 1～11m，沿暗河往下游可以走通 300～400m，中間局部有小的彎道，洞壁較穩定，無法走至暗河出口，河道平緩，水力坡度小，推測暗河在豐水季節流速較緩。

尖山；暗河；方案；研究

0　引言

尖山隧道位于云南省曲靖市境內的云貴高原侵蝕構造中低山區，全長7 388 m，設計為單洞雙線大斷面隧道。隧道洞身穿越區域為典型的喀斯特地貌，地層眾多，地貌復雜，剝蝕、溶蝕、落水洞、漏斗等巖溶地貌密布；5段穿越含煤地層，極易發生瓦斯泄露；2次穿越地下暗河，涌水量大，瞬時涌水量可達到15～20萬方/h，技術難度大，安全風險高，被中國鐵路總公司列為Ⅱ級風險隧道，也是滬昆客專云南段控制性咽喉工程。

1　尖山暗河介紹

尖山隧道位于富源北～曲靖北區間，為單洞雙線隧道，隧道縱坡為4‰的上坡和 13.2‰及24‰的下坡構成的人字坡，上下坡變坡點里程為D1K1026+500。隧道進口里程為 D1K1023+906，出口里程為 D1K1031+294， 隧道全長 7 388 m。隧道最大埋深約 205 m。

為加快施工進度和施工期間通風、棄渣問題，結合地形、地質條件， 輔助坑道模式設為“一橫”，即在隧道 D1K1028+700 線路前進方向的右側 設置橫洞，橫洞中線與正洞昆明方向線路左線交角 72，橫洞全長 1402 m。

隧區主要受老姆格大斷裂及尖山背斜的影響，發育有大龍潭斷層、 尖山背斜、老姆格斷層，隧道地質條件復雜，節理裂隙發育，屬Ⅱ級風 險隧道。

根據尖山隧道工程地質說明書顯示，推測在尖山隧道在 D1K1024+500-620 附近可能會穿越海家哨暗河，暗河出口在 D1K1024+580 右側 520 m 處，標高為2 080 m，流量2 98L/s，暗河水流方向從尖山進口左側流向右 側。進口正洞內 D1K1024+500 和 620軌頂設計標高分別為：2080.685 和2081.165。詳見尖山隧道暗河平面圖。

根據參數推斷暗河與尖山隧道正洞關系。

由于海家哨暗河出水口標高為2 080 m，而隧道在 D1K1024+500 和 D1K1024620 軌頂設計標高分別為2 080.685 m 和 2081.165 m，再加上出水 口離隧道正洞520 m 遠，所以推測隧道與暗河關系只有二種可能。

第一種暗河從隧道頂穿過（即立交關系）。 第二種暗河從隧道洞身穿過（即平交關系），見圖1，2。

2　原設計意圖

原設計為滿足施工及運營期間排水問題及隧道掘進完成后地方百姓 的生產生活用水問題，在尖山進口端左側預設計一泄水洞，通過地下暗河水路的改變以解決地方用水問題。

圖1　第一種關系（暗河從隧道頂穿過）

圖2　第二種關系（暗河從隧道輪廓線內穿過）

設計泄水洞洞口里程 XDK1023+916（坑底高程為 2 083 m），縱向坡度為0.3%，泄水洞長 704 m，斷面尺寸為 3.0 m×3.5 m（寬×高）。泄水洞洞身采用錨噴襯砌，支護類型有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級噴錨支護，泄水洞采用地質調 查法為基礎，綜合物探及鉆孔為主進行綜合超前地質預測預報，本泄水洞采用 WT-2及 ZT-2。

泄水洞實施的前提: 需根據隧道開挖后揭示海家哨暗河與隧道的具體位置而定，同時由于該暗河是當地村民的生活生產用水，改變暗河地下水路會影響村民的生活，因此在確定實施泄水洞前，必須有新的水源或在泄水洞外設置集水井通過引水渠入村莊，以免影響地方百姓生活生產。

3　施工臨時方案

整體方案：在施工至 D1K1024+480 時，開始增加超前預報和環向預 報頻率，逐步開挖確定海家哨暗河與隧道的關系，根據暗河與隧道關系 確定施工方案，若暗河從隧道頂穿過，隧道開挖時采用擴大環向管棚， 加固隧道初期支護，提高襯砌抗水壓力等方式。

少佐又來一個鞠躬。這個民族真是繁文縟節地多禮啊。翻譯用很上流的造句遣詞對英格曼說：“神甫閣下，我們真是一腔誠意而來。”他說著略帶苦楚的英文，少佐以苦楚的神情配戲，“怎樣才能彌補我們之間的裂痕呢?”

若暗河從隧道洞身穿過時，需要根據水流量大小，有2種方案，第 一種采用設計泄水洞方法，在此不在贅述。第二種采用隔離墻束流倒虹吸的辦法排水，調整地下水路，繞過隧道洞身后按原流向流進地下暗河出水口。

說明：無論方案怎么變化實施，目前關鍵工作還是如何準確暗河與隧道交叉位置關系，由于目前暗河已經無水，雖然施工方便，但是對于揭示暗河予隧道的相對關系的確定帶來很大困難。

由于暗河上游走向及形態不詳 DK1024+500～+570 段須加強隧底和洞周巖溶探查，由設計單位在過暗河段和前后各 20 m 范圍內隧底布置勘探，查清隧底巖溶發育情況方能進行永久工程施工，利用三角堰或梯形堰實測出水口和下游的流量，以便判斷隧道附近是否有其他的出水口；施工單位將 DK1024+571左側的暗河出水口打開，以方便查清暗河上游的情況；計單位采用調查、實測、類比等多種方法綜合分析，查清暗河最大涌水量、最高水位和水壓，為永久方案設計提供可靠依據，補測暗河下游斷面和形態圖，直至走不通為止，暗河出口1∶500地形圖。包括暗河出口、1、 2 號天窗位置和標高，2 號天窗內通道斷面；施工單位加強暗河水質分析，調查暗河下游水源供 給的村3民人數以及灌溉面積數，加強施工期間暗河水流速和流量的長期監測，一方面為永久方案設計提供依據，另一方面保證施工安入；觀察一個雨季后由設計單位提供通過暗河段永久工程處理方案；設計單位收集當地歷年水文氣象資料，收集暗河出水口下游既有盤西鐵路兩涵洞建成年代、增建原因以及自建成以來歷年來的排洪記錄。

左側溶腔頂部危石尚未清除，存在較多危石，需進行清除、加固，右側溶腔目前相對穩定，不擾動不會發生大規模坍塌，但存在局部掉塊的可能。溶腔整體穩定，但局部卸載或擾動后，可能會出現大面積坍塌，施工前需進行支頂加固。加固處理后采用臺階法開挖通過，橫穿暗河段前后30 m 范圍內隧道凈空開挖時應適當富余，為以后該段采用加強襯砌留夠凈空，該段二次襯砌厚度不少于 80c m，以便于施工；施工前設置臨時過水通道，施工期間不能污染暗河水，確保地方百姓生產生活用水，同時針對施工期間可能出現的暗河水倒灌入隧道的風險，施工單位應編制相應的應急搶險預案；臨時過渡措施力爭和永久措施結合，避免出現不必要的拆除和浪費；臨時過渡方案細化措施由施工單位配合設計單位完成；臨時過渡方案施工應在雨季到來前完成。

4　施工注意事項

1）本方案需要確定暗河與隧道具體位置關系，方可實施，實施 前必須經過方案評審。

2）暗河與隧道關系的揭示顯得非常重要，施工時，必須高度重視超 前預報。

3）施工中必須加強圍巖量測，根據量測結果及時反饋支護信息，確 保支護措施安全合理。

4）為了防止發生突泥突水，施工前必須做好安全培訓與技術交底， 確保施工安全。

5）進入暗河段施工開挖應按短進尺、弱爆破、強支護、勤量測的原 則組織施工。

6）制定暗河揭示施工的安全應急預案，做好應急材料、物資的儲備。

7）施工時過程中發現圍巖發生變化時或發現暗河時，需要及時上報 監理、設計和業主，做好動態調整圍巖支護，確保施工安全。

8）施工過程中嚴格貫徹“先治水、短進尺、快支護、勤量測、緊封 閉、早成環、穩中求安全”的原則。初期支護及襯砌工序要及時跟上， 工序間距要盡可能縮小。

9）施工中拱腳邊墻部位的錨桿要加強，要注重鋼拱架的連接和鎖定， 鋼拱架與巖面要密貼，噴射混凝土要密實，要有足夠厚度，從而確保整 體受力效果。

5　保證措施

5.1安全措施

1）尖山進口進入 D1K1024+480 后，施工期間實行分部領導輪流值 班制，對作業過程及安全操作進行全面監控與指揮。

2）加強對圍巖的變形量測，隨時掌控圍巖收斂情況，及時做好應 對措施和圍巖的加強支護。

3）嚴格執行火工品管理措施，進行爆破作業時必須遵守爆破安全 操作規程。

4）臨時供電及照明線路滿足《電力施工技術安全規則》要求，電 線接頭牢固，電力安全工具定期檢查。

5.2質量措施

1）嚴格按照方案設計的支護參數施工，確保支護質量。

2）嚴格按照超前預報的形式對超前地質情況進行綜合預報。

3）及時封閉成環，下雨時，及時進洞觀察看初期支護滲水情況并 看暗河出口水流情況。

6　施工總結

由于暗河的永久性處理方案一般要經過一至兩個雨季才能最終施行，為不影響施工進度及下游村民生產和生活用水，需要設置臨時過渡方案穿過暗河，繼續往前施工。指揮部組織召開施工現場協調會5次，逐一協調解決施工過程中存在的問題，最終設置泄洪洞處理暗河水系。

施工過程中堅持“多通風，勤檢測，短掘進，弱爆破，強支護，快噴錨”，高度重視瓦斯監測工作，派駐3名安全員蹲守現場，實時監測，隨時提醒作業人員，確保施工安全。

項目部成立了地質預報小組，利用超前預報綜合判斷技術，成功鎖定暗河及充填型、半充填型溶腔90多處，現場采用混凝土護墻對暗河主通道巖壁進行加固，同時施作泄洪洞通道，確保現場施工順利進行，保證了下游村民生產和生活用水。

TU455

B

1004-1168（2015）06-0069-03

2015-11-05

王定寶（1985-），男，云南宣威人，曲靖經濟技術開發區建設投資集團有限公司曲靖開發區開發建設有限公司工程部經理，曾任鐵路客運專線架子隊技術主管，監理項目部安質部副部長、部長，本科，長期從事項目管理及環境保護研究工作。