引汉济渭秦岭01隧洞施工进度分析报告.docx
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引汉济渭秦岭01隧洞施工进度分析报告
引汉济渭秦岭0-1富水隧洞施工进度因素分析
一、秦岭隧洞地质情况概述
目前，世界单项长度第一的隧洞为芬兰赫尔辛基调水工程隧洞，总长120km，其最大埋深仅100m；世界单项埋深最大的隧洞是锦屏二级引水隧洞，最大埋深2525m，但其长度仅16.7km。
因此，引汉济渭工程的秦岭输水隧洞以长度和埋深的施工难度综合排名世界第一毫不夸张。
秦岭隧洞区位于秦岭褶皱系，地质条件极其复杂，断裂构造极其发育。
隧洞共通过3条区域性断裂，宽度170~190m不等，通过4条次一级断层和33条区域性一般断层，其施工及设计难度极大。
秦岭隧洞区水文地质条件复杂，共通过贫水区、弱富水区、中等富水区和强富水区四个水文地质单元。
其中中等富水区长度30680m，强富水区长度8225m，0-1号勘探试验洞均位于强富水区。
此外，预测秦岭隧洞施工中可能会出现高地应力条件下的岩爆、高地温及热害、局部高地应力条件下的软岩塑性（主要是断层破碎带、炭质千枚岩及炭质片岩等）变形、围岩失稳、突涌（泥）水、有害气体等各种地质灾害。
二、2015年上半年进度完成情况
2015年度秦岭隧洞0-1号勘探试验洞年度目标任务为隧洞开挖掘进1270米，二衬拱墙882米，二衬仰拱852米。
截至6月底，隧洞开挖完成397米，占年度目标任务的31%；二衬拱墙完成542米，占年度目标任务的61%，二衬仰拱完成542米，占年度目标任务的64%。
总体来看，上游隧洞二衬上半年按进度计划超额完成，由于下游隧洞开挖中多次遇到洞内大量涌水、围岩变差等情况，进度严重滞后。
三、进度滞后原因分析
（一）围岩情况复杂，影响进度
上半年共完成隧洞开挖397米，原设计为Ⅲ类类围岩。
在施工过程中，局部段落围岩破碎、稳定性差，为确保施工安全，对该段落支护参数进行了调整。
其中Ⅲ类变Ⅳ类围岩7次，长度分别为2米、15米、4米、29米、10米、11米、19米，共计90米；Ⅲ类变Ⅲ类加强2次，长度分别为15米、23米，共计38米；支护调整长度占原设计长度的32%。
由于围岩的变化，局部破碎段在爆破过程中，爆破产生的能量释放不均匀，造成掌子面局部位置存在欠挖，从而增加了补炮次数，增加了机械、人工排险的难度。
由于Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖轮廓存在较大差异，调整支护参数后，需要对原开挖轮廓进行二次测量、扩挖、出碴、排险，工序的增加，使得每循环施工时间也随之大大增加。
在喷护过程中，需要将二次扩挖超挖部位喷平，极大延长了喷护时间。
年度目标任务是按照原设计为Ⅲ类围岩的情况进行编制，但在实际开挖过程中Ⅲ、Ⅳ类围岩却交替频繁出现，围岩的频繁变化，造成现场单循环所耗费的时间已远远超出设计Ⅲ类围岩施工时间，甚至超出单独按IV类围岩施工，很大程度上制约了施工进度。
（二）强富水段落，涌水频繁，影响进度
秦岭0-1号洞主洞下游已开挖K13+950～K15+659（1709米），属于岩溶裂隙水强富水区（Ⅰ），在开挖过程中股状涌水高达50余处，途径多个小断层带，每经过断层带都伴有大量涌水。
本年度共出现主要涌水点、段落33处，均为独立涌水，涌水衰减极为缓慢，其中21处涌水量≥1000m3/d，5处涌水量>5000m3/d。
2015年6月19日，K15+659掌子面左侧拱脚4个炮孔钻至1.5m时出现突发性涌水，大量涌水从炮孔中喷出，喷射距离约6～7m，涌水量达到11350m3/d，为确保施工人员及机械设备安全，洞内被迫暂时停止施工。
目前，秦岭0-1号洞日涌水量为32000m3/d。
涌水影响进度主要表现在以下几个方面：
1、钻孔时，大量涌水从炮孔涌出，装药时，药卷多次被涌水冲出，大大增加了装药时间。
2、涌水造成路面局部段落大量积水，造成小型车辆无法通过，只能通过装载机运送人员、材料至掌子面施工，延误了大量施工时间。
3、涌水延长了各工序衔接时间，测量开挖、出碴、排险、支护等工序间均夹杂了掌子面抽排水工序，而且所需时间不固定，造成各工序不能及时衔接。
（三）埋深较大，排水难度大，影响进度
秦岭0-1隧洞支洞全长1513米，支、主洞交汇段高程536.73米，洞口高程695米，排水扬程达160米。
洞内设置了五级大型泵站，对洞内涌水进行逐级抽排。
Ф400排水管道总长度达4500米，配置了200kw水泵4台、160kw水泵12台、132kw水泵2台、11kw水泵16台、7.5kw水泵32台，水泵总功率达3400kw。
为了解决排水电力不足的问题，先后3次对变压器进行增容，目前现场变压器总容量高达4050KVA，远远超出其他施工单位，每月电费基本为47～55万元，成为施工单位最大的一项费用支出。
涌水情况的频频发生，且涌水衰减速度缓慢，洞内涌水点逐渐形成常流水，对洞内抽排水系统造成极大压力。
在面临大量涌水的同时，各级水泵长时间不间断运行产生了极大磨损，水泵维修保养频次也大幅增加，延长了抽排水时间，进而影响了施工进度。
秦岭隧洞各工区变压器容量、抽水量及水价统计表
类型
椒溪河
0号
0-1号
1号
4号
7号
出口
变压器容量（KVA）
23
8
500
日排水量（m3/d）
6945
1
500
水价（元/m3）
0.95
1.6
0.35
1.99
3.07
2.74
注：
出口标段投标无抽水报价，现正申请增加抽水费用变更
（四）电网供电不稳，影响进度
由于电网供电不稳定，断电次数频繁，常常因为停电导致工作面被水淹没。
2015年至今因电力局检修、碴场高压线改等原因累计停电5次，共计27小时。
每次电力供应恢复后都要花至少三倍的时间用于抽排水后才能正常施工，严重影响了施工进度。
特别是6.29日洪水导致的停电时间长达
（五）抽排水系统因素，影响进度
秦岭0-1号洞支洞原有两条Ф400排水管道，排水能力在30000～31000m3/d。
6月19日掌子面发生突发性大涌水后，总最大涌水量达到41000～42000m3/d，远超出管道排水能力，导致主洞下游水位持续升高，现场被迫停止施工。
主洞下游原排水系统为多台小泵逐级抽排，能够满足施工需要，但抽水强度大，水泵故障频发，造成抽水效率低，成本大，且无法保证一旦出现大涌水后的施工安全。
停止施工后，现场采取了增设管道、水仓、水泵、电力扩容、架设电缆等一系列措施。
目前支洞第三条Ф400排水管道安装完成，并已投入使用；主洞内Ф400排水管道安装完成；主洞新增5#水仓正抓紧实施。
截止7月26日，洞内积水已抽完，下游具备开挖条件。
本次停工共38天。
四、下游剩余开挖段落地质条件
0-1号勘探试验洞主洞下游K15+659～K16+934.226，长度1275.226m，尚未开挖施工,属于岩溶裂隙水强富水区（Ⅰ）。
对0-1号主洞下游未开挖段的涌水量进行预测：
该段隧洞正常涌水量15325m3/d，可能出现的最大涌水量30650m3/d。
0-1号勘探试验洞主洞尚未开挖段处于秦岭褶皱系中的南秦岭印支褶皱带，褶皱发育。
区内发育两条断层:
1.f4:
为一逆断层，断层产状N80°E/30°～50°S，断层带物质主要为碎裂岩，断层破碎带宽度约50m。
2.玉皇庙－陈家坝断层（f5）：
断层东西延伸约24km，为一南西方向倾斜的正断层。
断层产状N75°～80°W/70°S，断层带物质主要为碎裂岩、断层角砾及少量断层泥，断层破碎带宽度约100m。
0-1号勘探试验洞主洞通过断层一览表
断层
编号
断层产状
断层性质
断层带主要物质组成
K方案
通过洞身位置
长度（m）
f4
N80°E/30°～50°S
逆断层
碎裂岩
K15+720～K15+770
50
f5
N75°～80°W/70°S
正断层
碎裂岩、断层泥砾
K16+560～K16+660
100
0-1号勘探试验洞主洞尚未开挖段岩性为大理岩，受地质构造作用影响,节理裂隙发育，大理岩线状溶隙和溶洞较发育，该地层地表调查发现有8处溶洞，其大小程度各地不一，小者仅为几十厘米，大者1～2m，最大可见深达8m左右，宽5m，高2m，其中2个为有水溶洞，后沟上游有水溶洞测得流量约700m3/d，在下游有水溶洞测得流量320～774m3/d。
岭南发现的3个下降泉，均出露于大理岩地层中，其中有2处泉水流量较大，流量分别为254m3/d及870m3/d。
隧洞设计划分围岩类别详见下表。
秦岭隧洞0-1号主洞下游隧洞设计围岩类别表
序号
起迄里程
长度（m）
设计围岩类别
支护形式
备注
1
K15+659～K15+720
61
Ⅲ
Ⅲ-DM
2
K15+720～K15+770
50
Ⅳ
Ⅳ-DM
f4断层
3
K15+770～K16+390
620
Ⅲ
Ⅲ-DM
4
K16+390～K16+560
170
Ⅳ
Ⅳ-DM
5
K16+560～K16+660
100
Ⅴ
Ⅴ-DM
f5断层
6
K16+660～K16+710
50
Ⅳ
Ⅳ-DM
7
K16+710～K16+934.226
224.226
Ⅲ
Ⅲ-DM
五、目前进行的工作
针对秦岭0-1号洞项目面临的困难，研究制定了“超前预报、超前减排、以排为主、排堵结合，克服困难，拼抢进度”的方针。
1、增加超前水平钻。
新调入CCM600潜孔钻1台，钻孔直径80mm，最大钻孔深度40米。
在类似富水区域开挖施工前，根据超前预报分析，在掌子面施作超前探水孔，根据涌水水压、水量等情况适当调整探水孔数量及位置，超前水平孔深度30米，对掌子面前方的富含水围岩进行减压、排水，杜绝大量涌水的异常情况发生，保证施工安全。
实施一次超前水平钻孔减排措施，基本可以保证10d左右的施工不受涌水影响。
2、增加洞内排水设备，提高排水能力。
强有力的排水措施是保证施工的前提。
施工单位要保证电力供应，配置足够的抽排水设备，及时增加管路，备足抽水设备，加强抽排水管理，随水排水、及时排水、杜绝因为涌水可能产生的施工场面被淹现象的发生。
3、增加注浆堵水。
对已开挖完成涌水段落，按照设计堵水方案进行24小时不间断径向注浆堵水，股状涌水进行局部注浆，对较大范围的面状渗水采取径向注浆堵水措施，尽最大限度的减少排水压力。
对于开挖的涌水特殊段落，可采用帷幕注浆堵水措施，继而达到降低排水成本的目的，也为后期的二衬施工创造良好的条件。
4、加强地质超前预报，做好应急预案。
设计院要针对0-1的特殊地质情况，加大地质超前预报的频次，为施工单位做好参谋，提供良好的技术服务，对可能发生的涌水施工单位要根据预报做好应急预案，做到沉着、妥善应对，有备无患。
对今年主洞下游进行物探预报TSP2次，红外探水2次，地质雷达1次，较准确预测了岩体完整程度、围岩稳定性及基岩裂隙水出露情况。
六、建议
1、由于秦岭0-1号洞地质情况复杂、涌水量大，面对施工进度严重滞后的被动局面，项目部已在主洞下游增加了一个开挖方量为2000m3大型水仓、一条1500米Ф400排水管道、大型水泵及供配电设施，总投资470余万元。
但其抽水费用较低，每方水亏损约1.6元，每月亏损上百万。
此项费用项目部短期运转方可接受，长期运转负担势必加重，可能引起停工事件。
为了保证工程后期的顺利开展，结合合同条款，建议将主洞内增加的水仓、水泵、管道等费用予以考虑，解决实际问题，推进工程进度。
2、根据秦岭0-1号洞目前涌水情况及设计院预测的后期涌水情况，建议有针对性的优化施工方案。
掌子面开挖前，利用潜孔钻进行超前探水，提前探测水量，释放水压，为调整施工方案、增加抽排水设备投入争取时间。
如水压较大，建议采取帷幕注浆，将前方涌水封堵在开挖轮廓线以外，保证施工安全、进度。
3、与其他标段投标价格相比，秦岭0-1号洞抽排水单价为最低，且排水量、资金投入最大。
该项目招标排水总量为1463万方，抽排水单价为0.35元/m3。
之前有说是施工单位不平衡报价，导致水价偏低，但据了解，实际情况并非如此。
报价时总价限定，假如水价多报1元，则报价为1.35元/m3，换算为石方洞挖总量19.5万方，则开挖单价每方需下调75元，但该项目投标时开挖、支护、二次衬砌等项目单价与其他标段相比均处于平均水平。
由此可见，该项目投标时并未考虑非平衡报价。
建议综合考虑秦岭0-1号洞洞内存在的诸多客观因素及该项目抽排水方面承担的巨额亏损，酌情予以提升抽排水单价。
4、加快径向注浆堵水施工进度。
K15+581处在开挖完成后初期涌水量达8000m3/d，衰减后正常涌水量6200m3/d。
7月24日，施工单位该处进行了径向注浆，目前该段出水表现为流水、滴水，可见注浆效果明显。
因此，建议加快径向注浆堵水施工进度，同时扩大注浆堵水范围，对洞内股状涌水段予以注浆，缓解抽排水压力，最大限度的降低或避免因涌水造成的进度延误。
5、目前，秦岭0-1号洞支洞为双高压、双低压进洞，因断面狭小，电缆线均布设在洞室左侧，且相互交叉，存在很大的用电风险。
建议该项目用电安全应视为重中之重，加强用电安全管理，避免触电事故发生。
6、据统计，秦岭0-1号洞《工程量清单》中工程量与设计图纸实际工程量存在巨大偏差，导致《工程量清单》总额与实际计量差额高达2087.7万元。
建议在我公司利益不受损失的前提下，投资总额不变，结合《工程量清单》与设计图纸工程量修正部分单价，提振施工单位信心，鼓舞士气，追赶施工进度。
7、秦岭0-1号洞支洞设计成洞尺寸为5.2m×6.0m（宽×高），断面狭小。
施工单位在支洞施工时，为加快施工进度，确保洞内行车安全，将断面扩大为成洞尺寸6.2m×6.0m（宽×高），当时并未涉及投资。
但目前因抽排水需要，支洞内已布设三条Ф400排水管道，占用了大量空间。
若按原设计断面尺寸施工至今，布设如此之多的管道，显然无法继续施工。
鉴于面对本次涌水，秦岭0-1号洞不泄气、不放弃、敢于担当的良好表现，综合各种客观因素，建议考虑支洞扩大断面费用是否予以计量。
二0一五年十二月二十一日
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