浅谈高速铁路隧道反坡排水变更方向技术经济分析.docx

浅谈马尾隧道反坡排水变更方向技术经济分析马尾隧道位于沿线属于云贵高原侵蚀低山丘陵地貌，隧道穿越东西展布的脊状山梁北侧，最大埋深174m，自然坡度1050，局部陡坡，植被发育。本隧进口段施工里程DK965+250DK966+750，设计为18.3单面下坡，不良地质为岩溶及岩溶水。本隧约在DK966+870段下穿地下暗河，D1K966+842D1K968+124段隧道涌水突泥问题比较突出，对隧道安全施工影响大。一、 投标阶段反坡排水的考虑： 1、定额规定洞内排水定额仅适用于反坡排水，排水量系按10m3/h编制，超过此排水量时，抽水机台班按系数调整：15m3/h时，增加20%；20m3/h时，增加35%；当排水量超过20m3/h时，根据采取治水措施后的排水量采用上述系数调整。 2、个别概算采用定额SY-484洞内排水双线 隧长4000m 单级离心清水泵15m3/h-20m,0.0155个台班/m3；SY-485*1 洞内排水双线 隧长4000m 每增1000m ,0.0044个台班/m3。全隧共计每设计开挖立方米0.02个台班，每隧道开挖断面按150m3计算，隧道每延米给单级离心清水泵15m3/h-20m 计3个台班。3、施工图设计马尾隧道的涌突水问题长达1282m，共两个区段：D1K966+842-D1K967+318 （476m），距进口1592m ；D1K967+318-D1K968+124（806m），距出口1851m。本隧道共分进口、出口共两工区，施工总工期35.8月。进口承担1600m,出口承担3125m,全隧共弃碴69万方（实方），进口19万方。暗河中心处预设一泄水洞，长590m,断面3.0（宽）*3.5m（高）。D1K965+250- D1K965+379: 129米，最大涌水量1178.6m3/d ,9.13m3/d.m；D1K965+379- D1K966+355: 976米，最大涌水量9821.5m3/d ,10.06m3/d.m；D1K966+355- D1K966+842: 487米，最大涌水量8839.4m3/d ,18.15m3/d.m；D1K966+842- D1K966+900段下穿暗河，暗河位于洞顶40-50m，下穿暗河段长达58米，最大涌水量6809.2m3/d ,283.72m3/d.m；D1K966+900-D1K968+650:175米，最大涌水量41250.4m3/d ,23.57m3/d.m；D1K968+650- D1K968+700(穿越断层): 50米，最大涌水量2946.5m3/d ,58.93m3/d.m；D1K968+700-D1K969+007 ：307米，无；D1K969+007- D1K969+400: 393米，最大涌水量4419.7m3/d ,11.25m3/d.m；D1K969+400- D1K970+065:665米，最大涌水量2062.5m3/d ,3.10m3/d.m；注：1).隧道起止里程：D1K965+250- D1K969+975 4725米； 2).D1K966+850- D1K967+060区段即暗河段前后210m有突泥突水中度风险，应及时进行超前地质预报；3).隧道涌水量预测：正常涌水量：32800m3/d, 预测隧道最大总排水量77730m3/d。4、分析结论通过以上分析，马尾隧道进口投标总费用包干183635元，是按正常施工排水编制的。二、施工阶段变更的建议：1、变更方向经济分析及建议若实际排水量20m3/h，应出技术方案，进行治水措施设计，且费用超过300万元进行IIA类变更可增加本项目合同额，建议找业主、设计、监理进行协商进行变更。若实际排水量20m3/h可进行变更，但最多获得183635*0.35=64272万元，在本项目包干费内解决； 据以上分析，变更建议监测隧道日排水量，若日排水量大于240m3， 可进行包干费内解决的小变更，大于480m3可进行预备费内解决的大变更。2、变更技术方案建议初步设计批复意见指出：施工中应尽量维系岩溶暗河的既有通道，严禁随意封堵溶洞、暗河；因地下水流失可能影响居民生产生活用水的隧道段、地下水特别丰富隧道段宜采取注浆堵水措施。本次地下水治理总原则为“以排为主，防排结合”。注浆根据地质超前预测预报结果可采用超前帷幕注浆，超前周边注浆或开挖后径向注浆等方式，防止大量地下水注入隧道，确保施工安全和运营期间的排水安全。3、水监测的安全预案建议水监测的目标为地表洼地、水塘、泉点等，同时收集隧道所在区域的权威气象资料，分析大气降水及地表水与地下水的关系，以及地下水对隧道的影响，并据此制定安全预案，确保工程安全。4、临近雨季，特别加强地质预报工作本隧岩溶中等至强烈发育，隧道位于岩溶垂直渗流带，施工可能揭示溶洞等岩溶形态，尤其在断层破碎带附近等薄弱地带，雨季施工易发生突水、突泥灾害。主隧洞身段D1K966+850-D1K967+070长210m，该段在暗河(58m)小里程侧20m处起点；5、预设计泄水洞变更的建议推测在D1K966+870附近可能揭穿暗河。为满足施工及运营期间排水问题，于该里程右侧约350m处预设计一个长590m的泄水洞，与隧道中线平面夹角38度，设计纵坡为4%，净空断面尺寸3*3.5. 本泄水洞是否实施，需根据隧道开挖揭示暗河的水位高程与隧道工程的相对关系再确定施作的时机。该设计断面太小，不便于施工，且单价不高，若需要做的话，建议找设计变更成大断面或别的治水措施以便施工和增加效益。三、目前排水情况统计及分析马尾隧道进口于2011年1月4日开工，反坡施工，2011年6月10日，隧道掘进至DK965+370时，掌子面出露岩溶裂隙水，水量中等至丰富。为防止水量过大，对隧道造成较大安全隐患，现场利用2台60KW污水泵抽水至洞外进行排放。根据铁路隧道施工规范要求，已组织对洞内出水情况、出水量等进行了定期检查和统计。为及时排除洞内积水，分别在DK965+771、DK966+059处设置集水井。洞口左右侧各设计一处沉淀池。各集水井、沉淀池设置结构尺寸如下：1）DK965+771处集水池：位于线路右侧，集水池长12m，宽3m，深2.1m。2）DK966+059处集水池：位于线路右侧，集水池长8m，宽3m，深2.1m。3）洞口右侧沉淀池：沉淀池长4.6m，宽3.7m，深2.2m。4）洞口左侧沉淀池：沉淀池长3.4m，宽3.2m，深1.7m。洞内反坡排水，出水量及排水情况见后附表马尾隧道进口反坡排水量统计表统计表,由表看出截止2013年4月24日总排水时间685天，共排水207211m3,平均每天排水302m3,折合每小时12.6m3水，可进行风险包干费内的小变更，计3.6万元。随着雨季来临，加之掌子面前方500多米左右会遇见暗河，隧道出水量会逐渐加大，应加强观测。 马尾隧道进口反坡排水量统计表里程长度（m）反坡排水时间抽水设备抽水时间（h）汇水量（m3)单位时间出水量（m3/d)设计单位时间地下水径流量（m3/d)设计最大涌水量（m3/d)型号台/套单位时间抽水量(m3/h)D1K965+370D1K965+380102011.6.102011.6.1647.5KW621.54810321721668.41178.6D1K965+380D1K965+420402011.6.162011.7.347.5KW62017034002001693.49821.5D1K965+420D1K965+515952011.7.32012.8.1847.5KW619.84120815761981687.49821.5D1K965+515D1K965+6201052012.8.182012.10.547.5KW628.652815100.8314.61731.59821.5D1K965+620D1K965+700802012.10.62012.11.2847.5KW629.5530156352951731.59821.5D1K965+700D1K965+760602012.11.42012.12.1347.5KW630468140403601771.29821.5D1K965+760D1K965+800402012.11.222012.12.2247.5KW631.236011232374.41791.99821.5D1K965+800D1K965+830302012.12.42012.12.2947.5KW643300129005161785.99821.5D1K965+830D1K965+890602012.12.102013.1.1747.5KW644418183924841785.99821.5D1K965+890D1K965+950602012.12.292013.2.847.5KW629.736910959.3267.31785.99821.5D1K965+950D1K965+970202013.1.192013.2.1947.5KW62224854561761692.69821.5D1K965+970D1K966+010402013.1.242013.3.547.5KW619.52665187136.51683.99821.5D1K966+010D1K966+13012020