周 政

(遵义市水务投资(集团)有限责任公司，贵州 遵义 563002)



冲沙隧洞底板破坏涌水原因分析及处理

周 政

(遵义市水务投资(集团)有限责任公司，贵州 遵义 563002)

文章阐述了遵义中桥水库工程冲沙隧洞底板破坏涌水原因分析，论述了处理措施方案，总结了处理效果。在涌水处理过程中，参建各方都了解水库的整体布置和建筑物结构情况，深刻认识涌水的原因，最后提出具有针对性的处理方案，处理效果很好。

水库冲沙隧洞；底板破坏；涌水处理；原因分析；处理效果

0 前 言

在水利工程规划建设 “十二五”期末，新建、改建、扩建了一大批中小型水库工程，在水库下闸蓄水试运行中，冲沙隧洞的施工图设计、施工管理和运行管理等对工程的运行安全具有重要意义。在工程实际运用中，由于各种单一或组合因素，水库试运行时造成隧洞底板破坏、底板破裂、洞身出现涌水现象比较常见。根据这种情况，设计、施工、监理、质监及建设单位需对涌水原因进行分析总结，方能提出合理有效的处理方案。

本文主要以遵义市某水库工程项目为实例，对相关问题进行阐述。该水库项目的最大坝高达到56m，枢纽型建筑物都是混凝土面板堆石坝、左岸放水隧洞等构成。其中水库功能，主要的给城市供水以及农田灌溉等提供条件，项目是一种人畜共用的饮水功能型水库。水库正常蓄水位812.0m，正常蓄水位库容为5570.0万m3，水库总库容7380.0万m3。冲沙隧洞工程于2014年5月下闸蓄水后试运行，但冲沙隧洞龙抬头段溢流面钢筋混凝土未及时施工完成，因7月上旬水库上游持续降雨，移民交通便民设施未完善，造成长时间、高频率、多次数的日常放水运行模式。在7月下旬时间段内，项目不论是施工、监理，都必须要对隧道洞进行检查，但是在检查的过程中发现，部分隧洞出现了底板破坏等问题，而且还涌水。

1 冲沙洞底板破坏涌水原因分析

1.1 冲沙洞的布置模式以及冲沙洞的结构设计

从工程项目的建设情况来看，中桥水库的冲沙隧洞布置到大坝又岸边位置，这种布置模式可以更好的实现导流，让隧洞更在短时间内实现改建。在进水口方面，项目所用的进水口采用了塔式的建筑结构，控制了进口底板位置的高程。

1.2 设计阶段水力学试验情况

水力学试验情况见表1。

表1 水力学模型试验成果表

水力学模型试验成果，在水库不同运行工况下，放空兼冲沙隧洞泄流能力与理论计算流量基本一致，进口无吸气漩涡等不良流态出现，各部位的水流流态平顺。

1.3 水库运行

2014年6月15日，按中桥水库下闸蓄水计划，水库下闸蓄水并对导流隧洞实施封堵。7月16日，受上游持续强降雨影响，水库水位短时间内迅速上涨，10h左右库水位从797.0m上升至803.5m高程，形成库容2390万m3，受库区移民交通便民设施遗留问题的影响，为满足群众需求，水库冲沙隧洞被迫开闸放水，导流洞(兼冲沙隧洞)内一直处于放水状态。截至水库水位796.9m时，即7月23日关闭冲沙孔恢复蓄水，7月 24日上午对隧洞进行检查时发现隧洞底板桩号(0+92-0+95.2大坝帷幕线库内)出现涌水现象，进而损坏混凝土，影响整体施工质量。从实际情况分析，其底板出现破裂，长度约在2m×3m。现场勘查分析，其钢筋混凝土保护层已经被冲坏，下部出现掏空。这种情况说明侧墙与底板受到腐蚀，不同程度的气蚀现象，在隧洞的其他区域，无明显病害。

7月25日，建设单位组织参建各方对隧洞现场再查看，分析隧洞底板桩号(0+92-0+95.2)出现混凝土损坏及涌水产生原因和制定抢修方案，通过现场查看，对施工图纸、地质剖面图，工程验收资料，施工照片等资料分析后认为，原工程施工质量符合设计图纸要求。

1.4 破坏段地质

项目的破坏段，对项目整体施工质量产生了巨大的影响。经过检查发现，项目前期的施工勘察资源和项目前期所掌握的各种施工地质资料都不够完善。最终导致出现地段破坏的根本原因，就是因为隧洞底板施工条件、地质条件不够理想，导致项目建设过程中不断的会粗线裂缝等地质问题。这些地质问题如果不能在最短的时间内加以解决，导致产生了底标冲沟地形。项目工程大坝右段位置的河床在开挖时，裂隙强发育，而且还存在一些溶蚀裂隙相连的问题，所以从该角度来看，隧洞岩体不论是溶隙发育还是岩石破碎，都是比较严重的诱因[1]。

1.5 破坏原因分析

通过涌水处情况与洞身内部的气蚀情况，分析隧洞主要的破坏原因：隧洞底板破坏段地质条件构造特殊、有冲沟、断层交汇，溶槽、裂隙发育并存在岩溶通道。由于地质条件复杂，在导流洞混凝土衬砌完成后，原设计方案中未考虑对隧洞底板作固结灌浆处理，拟在运行过程中视情况再作处理，由于水位短时间内涨幅较大，隧洞在放水运行时流速较大，当遇到了隧洞底板局部地质缺陷部位时，致使底板不能承受较大的压力而导致底板破坏。冲砂隧洞属于导流洞，并以此进行进行改建。如果下闸遭到封堵后，那么未完成施工可能会形成梯坎状，并在高速水流的作用下下泄。这种情况导致，底部得不到气体补充，能够形成负压空腔，高速水流后会出现较大的负压。

在上述双重作用下引发底板混凝土破坏并涌水带走断层岩溶通道内充填物，形成漏水通道，在底板上部表层混凝土形成的凹坑，与局部地质缺陷部位形成叠加效应，致使底板不能承受外水压力而加重了破坏程度。

2 方案的研究及实施过程

由于中桥水库地理位置靠近遵义市中心城区，针对水库中存在的问题，在产生问题前，应具体举例分析，并罗列问题，避免事件真正发生时引发恐慌，导致不良影响。针对这些问题的处理，为了有效避免隧洞底板的破坏情况继续加重，需要参建方能够联合各个单位，召集紧急方案。例如使用常规的编织物进行堵塞，但是这种方法无法针对涌水量大的情况。施工人员还可以采用疏排、预留排水通道的方式，对周围进行有效加固，封堵渗水区。最后从地表通过坐标定位法钻孔，用流态混凝土和水泥浆进行灌注等综合处理方案。

施工过程如下：

1)根据洞内漏水的实际情况，先沿破坏处向上游浇筑5m长0.5m厚的C35早强混凝土，便于引水管安装。

2)待混凝土早期强度达到75%后，要优先利用隧洞宽度与长度，针对破坏较大的区域，选择有效的方法进行压堵。例如在钢板上需要有效利用钢管，作为封堵前的排水通道，并将出口设置在闸阀处。一般情况下，涌水量与水压力都比较大，钢板很难压住涌水区域，需要及时施加压力，可以接入8个千斤顶，最后确保钢板与隧洞底板紧贴，最后实现涌水有钢管集中排出。

3)经试算复核，在漏水段钢板上浇筑厚度为1m的C35膨胀钢筋混凝土，主要用于灌浆压重；混凝土浇筑完成后，再用φ100加厚镀锌钢管加固压重，设置3排钢管支撑，每排3根钢管；灌浆完成后，再人工拆除钢管支撑架和上部分1.0m厚的混凝土。

4)待浇筑的C35膨胀钢筋混凝土强度达到75%后，在隧洞两侧地表通过坐标定位法进行钻孔，用流态混凝土和加压灌浆进行处理。针对水库中上游方向的漏水情况，要及时选用充填灌浆堵塞，有效处理渗水通路，以及掏空底部部位。这种情况下钻孔的深度，和隧洞的底板相比，必须要保证始终超过隧洞的底板，只有这样才能保证工程项目的建设质量。而且在灌浆待预设环节中，排水钢管的出水口如果出现各种形式的泥浆，必须要在最短时间内关闭掉闸阀。在对项目进行填充灌浆处理的时候，工作人员要使用比较浓的水泥浆，并将这些水泥浆和速凝剂、粉煤灰等相互融合，通过这种方式来提升项目施工处理效果。

5)待灌浆结束7d后，对钢板上1.0m厚的混凝土及上游浇筑的混凝土和临时安装的排水设施进行清理拆除，对隧洞底板混凝土进行打磨处理。

3 实施效果

通过上述措施方案的处理，该隧洞涌水部位和破坏影响部位已完全修复，至2014年12月，水库已蓄水至812m正常蓄水高程，并经过2015年度，2016年度两个主汛期洪水的考验，冲沙隧洞运行正常，处理效果非常明显。

4 总 结

水利工程项目施工，属于政府的惠民工程，可以有效提升当地人们的生活质量以及生活安全性，对维护社会稳定具有十分重要的意义。虽然随着近年来我国科学技术的不断发展，各种新水库设计、施工技术被提出，优化了传统工作模式，提升了项目施工质量，但是依然会经常出现各种影响项目施工质量的问题。上文提出的所有项目施工经验以及项目施工方法，都是以实际工程项目建设为基础的。通过分析当前遵义中桥水库施工中出现的问题，结合了近年来比较先进的工作经验以及各种先进的文献的，制定可行的处理方法。总结制定的设计方案，综合考虑不同情况下的方法选择。从而有效降低施工的工程量与施工成本，得到较好的封堵效果。

[1]揣连成，杜士斌，卜丽华.隧洞工程涌水处理的对策和措施[J].水利水电技术，2005(05)：20-22.

1007-7596(2017)04-0087-02

2017-03-06

周政(1976-)，男，贵州威宁人，高级工程师，从事水利建设管理方面的工作。

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