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1、市郊鐵路（軌道延長線）xx至xx段xx隧道工程不良地質（流砂）段安全掘進專項施工方案xx有限公司xx都市快軌銅梁試驗線xx隧道項目經理部市郊鐵路（軌道延長線）xx至xx段xx隧道節點工程目 錄1 工程概況11.1 工程概況11.2 工程地質情況21.3 水文地質情況21.4 周邊環境情況21.5 工程風險分析22 編制依據42.1 文件依據42.2 規范依據53 施工計劃53.1 施工總體部署53.2 施工進度計劃與保證措施73.2.1 施工進度計劃73.2.2 施工進度保證措施73.3 施工機械配備計劃73.4 主要工程數量計劃84 施工工藝技術94.1 施工順序94.2 施工工藝94.2.2、1 管棚工作室掘進94.2.2 導向墻施工94.2.3 管棚施工104.2.4 K1+993K2+973掘進施工124.3 超前及初期支護134.4 加固注漿164.5 工程質量措施175 施工安全技術措施195.1管棚鉆孔后補注漿195.2單排小導管變更成雙排超前小導管195.3導坑先行，實施徑向補注漿195.4臨時仰拱隆起處理205.5全斷面加固注漿205.6隧底注漿215.7加強現場監控量測,做好應急預案22隧道洞內拱頂下沉、凈空收斂量測22隧道鋼支撐、錨桿及噴層表面應力監測23應急預案246 勞動力計劃257 計算書及相關圖紙267.1 通風系統267.2 供風系統267.3 供電系統3、267.4 隧道供水、排水261 工程概況1.1 工程概況市郊鐵路（軌道延長線）xx至xx段xx隧道工程全長3637.5m，包括200.5mxx1#隧道、102m路基段及3335mxx2#隧道。xx隧道地質條件復雜，巖溶發育，施工過程中有煤層、采空區、斷層破碎帶、高壓地下水等。2#隧道共有2條斷裂帶，正穿越長達192m梨樹坪斷裂帶核心區，根據綜合超前地質預報顯示掌子面K1+999前方約12m22m存在大型溶腔填充物，隧道開挖易出現涌水、涌砂現象。2016年12月9日2017年4月18日，對在xx片區首次揭露的“流砂”現象開展科技技術攻關，自上而下成立了流砂段注漿堵水突擊隊，多次組織參建各方、專4、家組就流砂段隧道的注漿堵水施工措施進行研討，歷時4個多月，本段流砂得到一定固結，流砂及周邊地層成孔性較好。（附圖一：梨樹坪斷層破碎帶縱斷面圖，附圖二：梨樹坪斷層破碎帶平面圖）溶腔充填介質表觀密度2680Kg/m3，細度模數為0.9，屬粉細砂，粉細砂的粒徑組成見下表1.1。該飽和粉細砂是因須家河組砂巖受斷裂帶擠壓，在水作用下隨裂隙進入空腔。圖1.1 溶腔縱斷面示意圖表1.1 粉細砂顆粒組成粒徑(mm)4.752.364.752.361.181.180.600.600.300.300.15小于0.15占比(%)12.321.91238.642.21.2 工程地質情況梨樹坪斷層：走向北北東，傾向南東5、，傾角6080。見于青木關南金竹凼東、經干天池東、龍洞坡、梨樹坪、雷家窩凼、肖家灣一帶。該斷層帶仍具逆沖斷層特征，斷裂帶構造巖以構造角礫巖和糜棱巖為主。斷層帶寬約15m，斷裂帶上盤巖層以三疊系下統嘉陵江組(T1j)第四段、中統雷口坡組(T2l)層位可溶性巖類和上統須家河組(T3xj)長石石英砂巖夾頁巖等為主，下盤巖層主要為三疊系下統嘉陵江組(T1j)第三段、第四段、中統雷口坡組(T2l)和上統須家河組(T3xj)等層位巖層。自肖家灣以南可觀測到梨樹坪斷裂與涼亭關斷裂斜接，以及梨樹坪斷裂上盤牽引褶曲核部的脫空現象，該斷層在肖家灣以南已深埋，具有隱伏斷層特點。本次勘察的3條縱向EH4物探斷面顯示里6、程K2+072附近有1條傾向東、傾角7080的低阻條帶與ZK30揭露的地層重復出現，證明梨樹坪斷層的存在，并且證明斷層傾向南東。1.3 水文地質情況主要由三疊系下統嘉陵江組和中統雷口坡組(T2l)等含鹽溶角礫巖、石膏層的可溶性碳酸鹽巖類組成。上述含水巖組出露區地表溶蝕洼地、槽谷、落水洞、豎井等垂直巖溶形態串狀發育，而地表以下則串狀分布，由水平溶洞、地下暗河等順層發育，地下水賦存、補給、運移及排泄嚴格受區域性侵蝕基面制約，大泉及暗河出口流量一般為5.015/s。鉆井的出水量達1000至5000m3/d，如金劍山地熱井涌水量可達7000m3/d以上，k8.312.5m/d。該含水巖組屬極富水的含水7、巖組。1.4 周邊環境情況隧道埋深約170m，水天池距隧道梨樹坪斷層破碎帶水平距離約1300m，隧道上方秦家嵐埡約有三戶散戶。1.5 工程風險分析根據建質200987號關于印發危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知，K1+993K2+973不良地質（流砂）段掘進施工方案屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程專項方案，需組織專家論證會。該工程風險分析及防風險措施見表1.2。表1.2 工程風險分析及防風險措施表序號風險工程名稱風險等級風險工程基本狀況防風險措施1梨樹坪斷裂帶核心部位二級該斷層帶仍具逆沖斷層特征，斷裂帶構造巖以構造角礫巖和糜棱巖為主。斷層帶寬約15m，影響范圍192m。(1)8、采用綜合超前地質預報方法。(2)采用CRD法機械開挖，控制循環進尺。(3)采用小導管注漿加固作為超前支護，鋼拱架支撐。(4)加強現場監控量測，及時掌握圍巖和支護的動態信息,做好應急預案。2大型溶腔內填充粉細砂層二級該段粉細砂是因須家河組砂巖受斷裂帶擠壓，在水作用下隨裂隙進入溶腔。該溶腔周邊邊界受限于現有的儀器、設備，無法作出精準的判斷。在未擾動下，粉細砂密度大，處于穩定狀態。但由于外部作用或者邊界條件變化，會產生超靜孔隙水壓力，使粉細砂發生液化現象，隧道施工存在安全隱患。注漿前鉆孔最大孔涌水量達到84L/min，注漿后檢查孔最大出水量為8L/min，堵水率為90%，成孔較好，出水量、含砂量較少9、，開挖過程中可能遭遇少量流砂未固結。(1)根據預報顯示，導坑先行，小導洞開挖。(2)根據導洞開挖情況，進行徑向補注漿，漿液材料采用超細水泥漿、水泥水玻璃漿液。(3)采用小導管注漿加固作為超前支護，鋼拱架支撐。(4)加強現場監控量測及時掌握圍巖和支護的動態信息,做好應急預案。(5)若揭露后，流砂內還受水量影響，則：環向加密超前小導管，由單排小導管變更成雙排超前小導管。為防止臨時仰拱底部隆起，對臨時仰拱進行加固注漿，間距1.0m*1.0m梅花形布置。封閉掌子面，對掌子面前方5m范圍采用50鋼花管，全斷面加固注漿，間距1.0m*1.0m梅花形布置。每次預留2m巖柱，每次掘進3m對掌子面掛網噴射厚2010、0mmC25混凝土。3地表水體豐富三級埋深約180m，隧道上方存在散戶居民，地表水體主要有井泉水，據隧道水平1.2km處存在天然水資源水天池旅游景區。(1)全斷面超前帷幕固結注漿。(2)徑向注漿。(3)防水板防水+速凝液體橡膠噴涂料防水。(4)纖維素纖維混凝土結構自防水。2 編制依據2.1 文件依據(1)xx都市快軌銅梁試驗線（xx-xx段）xx隧道節點工程施工招投標文件；(2)xx軌道交通一號線西延伸段xx隧道巖土工程勘察報告；(3)xx隧道工程實施性施工組織設計；(4)xx市都市快軌銅梁試驗線（xx-xx段）工程施工圖設計第五篇區間工程第一冊xx站-xx站區間（xx隧道）第五分冊xx號隧道11、洞身段CQKGJB-QJ01-SS-JG05-054A；(5)xx軌道交通(集團)有限公司提供的相關資料及有關要求；(6)建質200987號關于印發危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知；(7)渝建發201416號64關于印發危險性較大的分部分項工程安全管理實施細則的通知；(8)鐵建設2010120號關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知；(9)安監2014104號隧道施工安全九條規定；(10)國家安全生產監督管理總局第69號令有限空間安全作業五條規定；(11)建質200382號建筑工程預防坍塌事故若干規定；(12)隧道施工環境安全評估報告;(13)2017.112、.17 xxII號隧道K2+003K1+973段不良地質段全斷面固結、止水注漿專家咨詢會;(14)2017.2.23 市郊鐵路（軌道延長線）xx隧道K2+003K1+973段不良地質（流砂）全斷面帷幕固結注漿方案專家咨詢會;(15)2017.4.18 市郊鐵路xxII號隧道K2+003K1+973段固結注漿效果評定總結會。2.2 規范依據鐵路隧道施工規范（TB10204-2002）；鐵路隧道工程施工質量驗收標準（TB10417-2003）；鋼筋機械連接技術規程（JGJ 107-2016）鐵路隧道錨噴構筑法技術規范（TB10108-2002）；鋼筋焊接及驗收規程（JGJ18-2012）；生產過程13、中危險和有害因素分類與代碼（GB/T13861-2009）；建筑施工作業勞動防護用品配備及使用標準(JGJ184-2009)；生產經營單位安全生產事故應急預案編制導則（GB29639-2013）；施工現場臨時建筑物技術規范（JGJ/T188-2009）；高處作業分級(GB/T36082008)。根據上述規范和文件，結合我公司現階段的施工能力、技術裝備、管理水平及歷年來承擔類似工程的施工經驗編制本方案。3 施工計劃3.1 施工總體部署根據注漿評定專題會要求，為確保施工質量和施工、運營安全，對該流砂段增設超前大管棚支護；管棚施作完畢后采用CRD法，先開挖導坑，根據開挖效果，動態組織補注漿或掘進施工14、。（1）管棚室施作。管棚施作采用RPD-180CBR礦研鉆機（長*寬*高=8500*2600*3100）鉆孔，管棚仰角3，該鉆機在洞內施作管棚最低需要擴挖80cm、長6m的操作空間，即K1+999K1+993段除仰拱外的其他部分擴挖80cm。超前小導管支護，材料為熱軋無縫鋼管，L=3.5m，壁厚3.5mm，環向間距0.4m，縱距2m，外插角510；初支拱架采用20工字鋼，間距0.5m。具體如圖3.1所示。圖3.1 K1+999K1+993擴挖段初支參數示意圖（2）管棚。施作2.0m長導向墻，采用3榀I20工字鋼做骨架，采用C25普通噴射混凝土封閉;隧道右側拱墻及拱頂、左側75位置設置108*615、mm管棚，L=25m，環距400mm，仰角3，即設置55根管棚。（3）開挖。管棚施作后，采用CRD法機械開挖，先開挖導坑，根據開挖情況，施作超前釬眼，若流砂固結效果不理想，則進行補注漿加固；若流砂體固結效果較好，則繼續按CRD法組織施工。圖3.2 K1+995K1+993管棚橫斷面示意圖3.2 施工進度計劃與保證措施3.2.1 施工進度計劃（1）2017年4月19日4月25日，掌子面K1+999掘進6m。（2）2017年4月26日4月28日，完成上半部分31根133*6mm孔口管安裝、導向墻施作；2017年4月29日5月9日，完成上半部分管棚鉆孔、頂管、注漿； 2017年5月10日5月12日，16、完成下半部分24根133*6mm孔口管安裝、導向墻施作。2017年5月13日5月20日，完成下半部分24根管棚鉆孔、頂管、注漿。（3）計劃于2017年5月21日恢復開挖，采用CRD法施工（導坑先行開挖），機械開挖，計劃于5月30日安全穿越K1+987K1+977段。施工過程根據實際情況，按照動態設計、信息化施工原則，確定是否對該流砂段組織帷幕補注漿施工。3.2.2 施工進度保證措施（1）提前做好物資準備、技術交底等各項準備工作，包括各方協調以及危險點的處理。（2）根據工程實際情況，加強機械設備配置，提高機械化作業率。（3）加強監管作業各個工序，各項工序作業必須提前30分鐘到位。（4）錨桿、拱架17、等均在加工廠制作，在現場安裝。（5）保證現場作業環境，在安全無憂的情況下作業，杜絕事故發生。（6）施工現場所有部位均實行“三檢制”即自檢、互檢、交接檢。3.3 施工機械配備計劃根據工期計劃要求，結合工程的實際需要，投入該工程項目的施工機械、設備及器具等情況見表3.1 主要機械設備配置計劃。表3.1 主要機械設備配置計劃序號設備名稱型號規格數量生產能力備注一開挖支護機械1挖掘機CAT320D21.1m32破碎錘CAT320D23裝載機ZL50C21.85.6m34側卸式裝載機WA320-312.2m35自卸汽車鐵馬520m36砼攪拌機JS7501750L7風動鑿巖機YT28152m/min二鉆孔18、注漿設備1多功能快速鉆機RPD-180CBR115m/h2雙液注漿機FBY30/12020.5-12Mpa3單液注漿機ZJB系列43m3/h4高壓注漿泵2TGZ60/21016-21Mpa5漿液攪拌機SJ60073m3/h三鋼筋加工機械1電焊機BXL-40065mm）的石子都會被回彈落地，這時的回彈量最大，隨著噴射作業的延續和速凝劑的作業，在巖面上很快形成一層厚約5mm的砂漿墊層，噴向受噴面的砂漿墊層厚度不斷增加，回彈明顯減小，在高壓風的推動下，砂粒、石子象子彈一樣被“射”進不斷增加的砂漿層中，砼的附著力增加，回彈就更加減小。噴射時，液態速凝劑在噴嘴處被霧化后能與物粒混合并充分發生反應，噴在受19、噴面上的砼能在23min內初凝，10min終凝。(3)在噴射混凝土時，鋼筋、鋼支撐及掛網的后部不留空隙。4.其他質量控制措施(1)超前支護材質、規格、根數、間距必須符合設計要求，采用無縫鋼管。超前大管棚采用108熱軋無縫鋼花管，導管上注漿孔孔距15cm、孔徑15mm,內增設鋼筋籠，連接長度35d，同一截面搭接數量不大與50%。(2)嚴格把好原材料進場質量關，不合格材料不準驗收，保證使用的材料全部符合工程質量的要求。每項材料到工地有出廠檢驗單，并嚴格執行驗收制度，消除外來因素對工程質量的影響。(3)在導向墻及初支面設變形觀測點，定期進行觀測。如出現變形加劇等現象應立即停止洞內施工，待將不安全因素20、清除后，方可恢復施工。5 施工安全技術措施通過孔內成像、檢查孔情況，本段流砂得到有效固結，流砂及周邊地層成孔性較好。但由于存在小于0.15mm的特細砂未有效固結，檢查孔中仍有少部分出水出砂現象，且溶腔周邊邊界無法做出精準判斷，再加上管棚施工和開挖掘進對流砂體的擾動，會產生超靜孔隙水壓力，使粉細砂發生液化現象。因此該流砂段的開挖仍存在一定的安全風險，針對掘進過程中可能出現的突發情況，我項目部將采取以下措施。5.1管棚鉆孔后補注漿若管棚鉆孔后仍有出水出砂量較大、成孔性差、易塌孔等現象，下管困難且流砂可能通過鋼花孔流入管棚，造成堵塞。則鉆孔后進行補注漿，漿液材料采用超細水泥漿、水泥水玻璃漿液，水灰比21、1：1。補注漿后再重新鉆孔，安裝管棚。5.2單排小導管變更成雙排超前小導管若導坑超前鉆孔有出水出砂現象，則單排小導管變更成雙排超前小導管，且雙排小導管較單排小導管加固圈厚，效果更佳。向圍巖打設第一排小導管（外插角30），主要發揮錨桿作用及擴大注漿作用；第二排小導管（外插角， 10），主要起棚架作用，通過梁效應來提高巖體的力學性能，有效的約束圍巖的松動變形。42小導管長3.5m，環向間距40cm，兩組小導管水平搭接長度不小于100cm。圖5.1 雙排小導管示意圖5.3導坑先行，實施徑向補注漿根據物探、超前探孔資料及2016年12月至2017年4月兩次全斷面超前固結注漿226個鉆孔的鉆孔記錄，流砂22、體主要集中在隧道掌子面右側，左側圍巖情況相對較好。流砂段掘進時先開挖導坑，根據開挖情況，施作超前釬眼，若流砂固結效果不理想，則進行徑向補注漿加固，注漿孔深度5米，間距1m*1m梅花型布置，漿液材料采用超細水泥漿、水泥水玻璃漿液，水灰比為1:1。圖5.2 空腔范圍橫斷面示意圖5.4臨時仰拱隆起處理若導坑開挖后發生臨時仰拱底部隆起，立即停止開挖，采用沙袋或土方反壓，對臨時仰拱進行加固注漿，注漿孔長5m，間距1.0m*1.0m梅花形布置，漿液材料采用超細水泥漿、水泥水玻璃漿液，水灰比為1:1。圖5.3 臨時仰拱注漿孔布置示意圖5.5全斷面加固注漿若掌子面出水出砂，立即停止隧道開挖施工，迅速用工字鋼、23、方木、鋼筋、鋼筋網進行加固、封堵，并焊接雙層鋼筋網，采用20cm普通C25噴射混凝土封閉掌子面，對掌子面前方5m范圍采用50鋼花管實施全斷面加固注漿，間距1.0m*1.0m梅花形布置，注漿材料采用超細水泥漿、水泥-水玻璃漿液。每次預留2m巖柱，每次掘進3m對掌子面掛網噴射厚200mmC25混凝土。5.6隧底注漿隧底每循環開挖后進行取芯1組，若流砂固結效果不理想，對隧底進行加固注漿，注漿孔長5m，間距1.0m*1.0m梅花形布置，漿液材料采用超細水泥漿、水泥水玻璃漿液，水灰比為1:1。若仰拱開挖發生涌水涌砂，立即回填沙袋或土方，采用快硬硫鋁酸鹽水泥注漿或灌注快凝混凝土封堵涌口，采取抽水措施，防止24、涌水涌砂進一步擴大。制止住涌水涌砂后，對隧底進行加固注漿，注漿孔長5m，間距1.0m*1.0m梅花形布置，漿液材料采用超細水泥漿、水泥水玻璃漿液，水灰比為1:1。圖5.4 全斷面加固注漿示意圖圖5.5 隧底注漿示意圖5.7加強現場監控量測,做好應急預案施工監控測量項目包括：工程地質及現狀的觀測，周邊收斂位移，拱頂下沉，鋼支撐、錨桿應力及噴層表面應力，地表水位監測等內容。5.7.1隧道洞內拱頂下沉、凈空收斂量測（1）監測斷面及測點的布置洞內各監測斷面同時進行拱頂下沉、凈空收斂觀測，嚴格執行鐵路隧道監控量測技術規程布點間距，當每部的初期支護完成后，按5米一個斷面布設監控量測點。按照監控量測技術規程25、要求，部和部應布設三條測線，測線布設如下圖示。隧道內凈空收斂滿足以下要求，拱腳水平相對凈空變化值小于0.8%，拱頂相對下沉小于0.55%。監控測線布置如下圖5.6：圖5.6隧道斷面監控測線布置示意圖（2）量測儀器、方法及頻率拱頂下沉觀測采用DS05自動安平精密水準儀、FS1型測微器、鋼掛尺及銦鋼變形觀測尺，測量觀測點與基準點間的相對高差，從而計算出拱頂下沉量，觀測精度可達0.1mm。凈空收斂觀測采用JSS30A型收斂儀或SWJ-收斂計進行觀測，觀測精度可達0.01mm。觀測頻率：洞內新布設斷面后，按以下表格原則確定監測頻率，當各種方法確定的頻率不一致時，選擇最高頻率監測。表5.3凈空變化監控的26、頻率（歷時）時間量測頻率115天12次/天16天1個月1次/23天13個月12次/周3個月后13次/月表5.3凈空變化監控的頻率（位移速度） 位移速度(mm/d)監控頻率52次/d151次/d0.511次/(23)d0.20.51次/3d0.21次/7d表5.4凈空變化監控的監控頻率（距開挖面距離）監控斷面距開挖面距離(m)監控頻率1B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/(23)d5B1次/7d注：B為隧道實際開挖寬度。5.7.2隧道鋼支撐、錨桿及噴層表面應力監測(1)監測內容通過監測，掌握支護結構受力、應力狀態，從而對支護、圍護效果和穩定性進行評價。(2)監測斷面及監測點的布置每10榀27、鋼支撐一對測力計，每代表性地段一個斷面，每斷面設5個測點及5根錨桿。通過監測，綜合分析圍巖的位移、支護的內力情況，從而對隧道的穩定性作出判斷，并及時反饋給施工、業主、設計、監理等各方，達到監控量測的目的。各監測斷面形式如圖5.7和圖5.8。圖5.7 鋼拱架應力測點布置示意圖圖5.8 錨桿軸力測點布置示意圖（3）量測儀器、方法及頻率采用鋼筋應力計進行鋼支撐內力監測，通過測試傳感器鋼弦頻率的大小來計算鋼支撐內力的大小。量測頻率：115天，2次/天；16天1個月，1次/2天；13個月，12次/周；3個月以后，13次/月。5.7.3應急預案應急預案另成冊，應急救援物資表5.5 主要應急救援物資配置計劃28、表。1） 應急物資表5.5 主要應急救援物資配置計劃表序號材料名稱規格型號單位數量備注1雨衣套302雨鞋雙303水泵臺14救生衣帶有反光條件105鐵鍬把106擔架副27發電機24V 低壓電源臺18編織袋個20009警戒隔離帶50m/卷卷1010對講機對311手電防水強光個512急救箱個113鼓風機個114洋鎬把1015圓木15cm、長5米根1516工字鋼I16噸3017木板5cmm218錨桿25、長3.5米根10019鋼筋網8100其他：應急燈、扒釘、木工鋸、大錘、撬棍、消防器材等2）應急設備臨時發電機、空壓機、電焊機、氣焊設備一套；噴射混凝土設備、對講機、擔架；挖掘機、裝載機各一臺；運輸車二29、輛；指揮車一輛。6 勞動力計劃項目部根據隧道開挖的需要配備開挖班、鋼筋班、鉆工班、注漿班、錨桿施工班、測量班等班組。同時配備現場總負責人、技術員、安全員、施工員等，現場負責人指揮施工現場，技術員負責技術方面的業務，安全負責現場安全隱患檢查和安全教育，施工員負責現場各個工序的具體實施。具體班組及人員配備情況見表6.1 2#隧道出口施工人員配置表。表6.1 隧道開挖施工人員配置情況班組名稱配備人數（人/每班組）備注鉆孔、注漿班45人3個班組開挖班16人2個班組立拱班12人2個班組出渣班10人2個班組噴射班5人2個班組文明施工班4人2個班組鋼筋班9人2個班組攪拌料班9人2個班組綜合班4人2個班組7 30、計算書及相關圖紙本施工段地處梨樹坪斷裂帶，掌子面K1+993，據隧道出口約1780m。通風、供風、供電、供水及排水參照已審批的K0+701-K3+772段開挖支護安全專項施工方案和煤系地層段安全專項施工方案已計算和采用的通風、供風、供電系統。7.1 通風系統隧道出口選取一臺SDDY-型2115KW軸流式通風機可滿足區間通風要求；高速風量2250m33150m3/min，風壓43006000Pa，雙電機功率達230KW。7.2 供風系統為保證工程順利開展，在隧道進出洞口各布置一個空壓機站，由4臺20 m3/min電動空壓機(備用1臺)組成。考慮到風冷型施工噪音低，用水量小，進口工區壓縮空氣站均選用螺桿式風冷型空壓機，出口可選用水冷型空壓機。7.3 供電系統安裝一臺1000KVA的變壓器，可滿足本工程施工用電要求。考慮長隧道施工過程是電壓損失，在隧道進洞1200米左右，在洞內增設250KVA變壓器一臺。7.4 隧道供水、排水采用打井取水供水，洞口設增壓泵，以保證洞內作業對水壓的要求，現場內主干管采用100鋼管環架空敷設，支管采用25的橡膠皮管，采用并配備相應的消防栓。