中国水电十五局712000
摘要：文中叙述了隧洞开挖施工期对隧洞底板岩石基础采取的抽排水、铺设砂卵石的保护措施，提出了对隧洞底板岩石基础采取保护措施的必要性，指出了保护后的优点，值得其它类似工程借鉴。
关键词：隧洞；底板；保护；施工；技术
一、工程概况
延安市南沟门水库北线供水工程是向延安煤油气资源综合利用项目（以下简称延能化项目）以及华能延安电厂输送原水的长距离调水工程。工程年供水量为3210万m3。输水线路以隧洞为主，洞室围岩基本为基岩隧洞，地下水均高于洞顶设计高程，基岩洞段洞室围岩按稳定性分为三类（Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类）。其中施工支岔洞以黄土、土加石围岩和Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩为主；供水工程输水洞主隧洞长24.43km，隧洞围岩类别以Ⅲ类为主，长22.12km，Ⅳ类围岩长2.19km，Ⅴ类围岩长0.12km；压力隧洞开挖断面为马蹄型，成型尺寸为：B×H=3m×3m；无压隧洞开挖断面为圆拱直墙型，成型尺寸为：B×H=2.5m×2.9m。
北线工程隧洞（含支、岔洞）地下水位均高于洞顶，前期已开挖的洞内有多处渗水及涌水地段，均出现不同程度的渗水和涌水，其中3#支洞、4#支洞、3#主洞及9#支洞等多个隧洞渗水量较大，如3#支洞地质报告明确围岩有超过1.5～2.5L/min的渗水，由于支洞均为倒坡，坡比基本为7～11%，因此，洞内地下水渗水均需靠水泵抽排出洞外。
二、隧洞底板岩石基础保护的必要性
隧洞底板岩石基础保护主要指隧洞施工中底板岩石基础出现的二次超挖现象，为防止或尽量减少二次超挖工程量而采取的保护措施。
本工程底板岩石二次超挖现象产生的主要原因有：
1、标段内隧洞的岩性以砂岩、泥（页）岩为主，延水平薄层状，遇水易软化崩解，洞底板岩石在洞内渗水浸泡下容易软化进而形成淤泥状物体，抽排渗水时随渗水抽排出洞外，从而形成洞底板岩石基础的二次超挖；
2、隧洞正常施工时运输车辆及其他机械设备的行走也容易对洞底板岩石造成破坏，从而导致隧洞岩石基础的二次超挖，使后期隧洞衬砌量增大，产生不必要的经济损失。
随着工程施工的持续进行，洞底板岩石基础的二次超挖现象将会持续存在，因此，有必要对洞内渗水采取排水措施，对洞底板岩石基础采取有效的保护措施。
三、采取的综合保护措施
1、抽排水措施
在支、岔洞断面较大的洞段，在洞内安装风、水、排污管道一侧侧墙墙脚处，根据各隧洞实际情况布置沿全洞的纵向排水沟或分段设置排水沟（如洞内渗水量较大，可两侧布置），在洞内沿排水沟方向每隔50～150m设置一个集水井（根据实际渗水量适当调整集水井间距），集水井设置在排水沟位置处，井的长度为1.5～2.0m，宽度不小于1.0m、深1.5米左右。集水井需加设盖板（C20混凝土采用¢8@15cm×15cm双层钢筋网）或1cm厚钢盖板，或搭设钢管架上铺双层竹架板，并用铁丝等固定牢固，确保安全，同时在旁边设置标志牌标识集水井，安排人员定期清理集水井内的淤积物。
由于隧洞宽度较小，为保证施工方便和行车安全，集水井可扩挖至隧洞侧墙墙脚设计线外成井。如在两侧布置排水沟，则可两侧同时布置集水井或在一侧布置集水井，仅一侧布置集水井时，两侧排水沟连通采用每20～30m设置横向排水沟（断面尺寸为30*30cm，根据渗水量的大小进行调整，沟内填20～40mm碎石）或埋设ф150钢管将水引至集水井内。
支、岔洞小断面洞段及主洞内，集水井原则上在一侧布置。纵向排水布置，根据渗水量情况在侧墙下部墙角处布置ф100～ф150mmPVC花管（花管埋在保护底板岩石基础铺设的卵石里，见后述底板保护措施），花管采用150g/m2土工布包裹，根据渗水情况选择仅在一侧布置或两侧均布置，两侧均有纵向花管的情况下，每隔一定距离设置横向ф100～ф150mm钢管（根据实际渗水情况选择采用花管或完整钢管）以连通，其间距根据现场实际情况确定；或在渗水洞段中间部位开挖横向集水坑（占整个开挖断面），将洞内渗水通过花管集中引入集水坑中，集中抽排出洞外。集水坑上架设工字钢，上部铺设钢板以使施工人员和设备通过。
渗水进入集水井后，根据渗水量大小，可对集水井内渗水采取直接用水泵架长管抽至洞外，或等集水井内水满时人工装水罐将其拉运出洞外。
在集水井内布置污水泵抽排坑内积水时，经专用排水管道排至洞外排水系统，排水管采用¢50钢管，由于隧洞较长，根据实际进尺，采取分级抽排的方式。
隧洞排水沟及集水井开挖均采用人工施工，纵向排水沟纵坡与隧洞底板坡比一致，同时与每个集水坑及横向排水沟（或横向预埋钢管）连通，保证沟内流水通畅。
2、底板保护措施
综合隧洞的地质情况及施工实际工艺、质量控制等多方因素，沿隧洞洞底板平铺外购坚硬卵石，根据不同情况分类铺设：
在洞内没有渗水的洞段，Ⅲ类围岩平铺卵石为厚30cm×洞宽，Ⅳ、Ⅴ类围岩隧洞底平铺厚40cm×洞宽。
在有渗水的洞段，黄土类隧洞底板清除地面淤泥后，采用人工手摆块石，厚度根据洞底清淤深度确定，铺垫到设计高程时，上部铺填40cm厚砂卵石，再在砂卵石上部铺10cm细石，当底部为Ⅳ、Ⅴ类围岩，且因渗水侵入造成底板超挖，根据超挖工程量的大小，采用卵石或坚硬块石回填至设计底板高程，然后再铺填40cm厚的砂卵石进行整平、保护。
铺填形成硬化面保护洞底板，保证隧洞内干地施工和现有底板岩石基础不再被扰动从而产生破坏，保护开挖成型段洞底，防止洞底的二次超挖。在施工过程中，卵石保护层被施工运输机械碾压形成车辙时，以人工为主局部机械配合修整，对保护层上的车辙以修整填平为主，边侧排水通道以清淤疏通为主，禁止采用装载机等机械直接铲除洞底上发生变形的卵石保护层，避免对底板造成扰动甚至造成人为超挖。
四、保护材料的挖除
本工程隧洞混凝土衬砌采用钢模台车，为便于钢模台车、混凝土搅拌运输车等设备行走，采取的混凝土衬砌方案是每个工作面先把整个隧洞混凝土垫层浇筑完成，然后再浇筑底板混凝土与侧墙、顶拱混凝土。
垫层混凝土浇筑前，开挖期所采用的部分抽排水措施如埋设的花管、钢管等，洞底岩石基础上铺设的砂卵石等都必须清除干净，然后才能浇筑垫层混凝土。清除、浇筑垫层混凝土分段进行，每段100～200m，即每清除100～200m，即浇筑此100～200m垫层混凝土，如此类推，直至垫层混凝土浇筑完成。
垫层混凝土浇筑时及后续隧洞混凝土衬砌施工期，因部分抽排水设施如埋设的花管、钢管等已拆除，抽排水措施采用混凝土衬砌期的措施。
五、洞底板岩石基础保护的优点
对洞底板岩石基础采取保护措施具有以下几个优点：
1、大幅度降低岩石基础的二次超挖量，同时也相应降低了因超挖产生的回填混凝土工程量，经济效益显著；
2、施工车辆及其它设备在平坦的道路上行驶，与在坑坑洼洼的岩石基础上行走相比较，提高了设备的完好率，延长了设备的使用寿命，降低了施工成本；
3、施工运输车辆在保护后的底板上行走，行驶速度在允许的范围内得到了提高，加快了工程施工进度。
六、结语
本工程隧洞底板施工期主要是开挖期采取了上述措施后，降低了工程施工成本，提高了经济效益，同时也加快了工程施工进度，为顺利完成施工任务打下了坚实的基础。