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1、元綠二級公路第二合同段專項施工方案1 元綠二級公路第二合同段K90+280 YK91+885 全長 1605 米綠春隧道防排水專項施工方案編制：王永超復核：何勇審核：重慶交建建設集團責任有限公司元綠二級公路第二合同段五工區項目經理部2011 年 6 月 25 日元綠二級公路第二合同段專項施工方案2 綠春隧道防排水專項施工方案1 工程概況綠春隧道為一座單洞雙向行駛雙車道隧道，分界段里程為K90+277 K91+888，分界段全場 1611 米，隧道進口端 K90+337.849位于 R=399.589m、i=3%的右轉圓曲線上；K90+337.849K90+392.849位于 R=399.5892、m、Ls=55m、i=3%的右轉緩和曲線上，K90+392.849K91+680.221 位于直線上，K91+680.221K91+725.221 位于 R=350m、Ls=45m、i=3%的左轉緩和曲線上，K91+725.221出口端位于 R=350m、i=3%的左轉圓曲線上，隧道所處路段縱坡：進口端K91+860 為-1.800%，K91+860 出口端為-3.000%；最大埋深 146.7m。2 自然地理概況2.1 地理位置以及地形、地貌綠春隧道進口端位于元陽縣巖甲村境內，出口端位于綠春縣俄批村境內，地形坡度2035 度左右，表層為厚度不詳的第四紀沖宏基層，底部為紫紅色的泥質頁巖夾細粒長3、石英砂巖、紫紅色泥質砂巖、砂礫石、紫紅色中粒巖屑石英砂巖，低級允許承載力為400Kpa。由于受綠春逆斷層構造的影響，地層破碎，節理裂隙發育不規則，圍巖自身穩定性差。2.2 氣候隧道區屬中亞熱帶濕潤季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨量充沛，年平均溫度為 16.6，年均降雨量 1800mm，年平均風速 2.4m/s。2.3 水文地質隧道區地下水主要類型為基巖裂隙水。構造裂隙水以及大氣降水，巖層富水性較弱中等。隧道進口端地形較緩，埋深較淺，雨季元綠二級公路第二合同段專項施工方案3 時受地表水易于補給，雨季時地下水相對較豐富。通過地質調查和前人資料的分析，隧道洞身段埋藏較深，受構造影響巖體節理裂隙較發育4、，地下與賦水性相對較好，類溪水豐富易出現較大涌水，雨季時受地表水補給，故富水量也變化相對大，對隧道開挖產生不利影響。總體上，該隧道水文地質條件對隧道開挖存在一定的影響。2.4 涌水量計算涌水量計算：根據Q=2.74a*W*A A=L*B 式中 Q-隧道涌水量（m3/d）；a-降水入滲系數；W-區域多年年降雨量(mm)；A-隧道通過含水體的地下積水面積（Km2）；B-L 長度內對隧道兩側的影響寬度（Km）。根據設計資料計算預測，隧道估算涌水量為1726m3/d。3 排水方案3.1 隧道反坡排水的特點反坡施工即向洞內施工前進方向為下坡，洞內水向工作面匯集，需要及時抽排，以防止施工掌子面水積聚過深，5、影響隧道圍巖的穩定和危及隧道施工的機械設備及施工人員的安全，影響正常的施工生產。3.2 總體方案反坡排水，需采用機械排水，設置多級泵站接力排水，工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時集水坑內，其余已施工地段隧道滲（涌）水經隧道內側溝自然匯集到臨時集水坑內或泵站水池內，由固定排水泵站將積水經排水管路抽排至上一級排水泵站內，如此由固定式排水泵站接力將洞內積水抽排至洞外，經污水處理池處理后排放，固定式排水泵站水倉容量按5min 涌水量設計，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時集水坑根據匯水段匯水量大小確定。工作水泵按使用 1 臺，備用 1 臺，檢修 1 臺配備，針對隧道涌水量大時要適當元綠二級公6、路第二合同段專項施工方案4 增加工作水泵；同時為防止突水，設置利用高壓風管作為1 套應急排水系統。3.3 主要的排水系統方式洞內反坡排水方式，根據坡度、水量和設備情況布置管路和排水泵站，一次或分段接力排出洞外。根據本隧道的實際情況，擬在施工中采用的反坡排水系統布置方式有兩種：3.3.1 集水坑接力式反坡排水對坡度較大隧道施工對排水電機揚程要求相對較高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧道施工過程中分段開挖反坡排水溝，在每一段的終點開挖集水坑，設抽水機一臺，把積水抽至最后一段反坡，最后一個抽水機將積水排除洞外，采用接力的方式將水抽至洞外的污水沉淀處理池。如下圖：LK-集水坑間距 is-線路坡度圖7、（一）：集水坑接力式反坡排水方式3.3.2 長距離管道配合小集水泵收集式反坡排水對坡度較緩的隧道反坡道施工排水，適合采用較長距離開挖固定式集水坑作為泵站，用小集水泵將開挖面的積水抽到最近的集水坑內，再用大功率的泥漿泵通過排水管道將水排到洞外。如下圖：元綠二級公路第二合同段專項施工方案5 洞內平面布置示意圖圖（二）：長距離采用的反坡排水方式這種方式的優點是所需抽水機較少，需要開挖的集水坑較少，排水泵站較少，缺點是要安裝水管較長，抽水機需要跟隨坑道的掘進二次拆遷前移。4 本工程擬采用的主要排水方案綠春隧道坡度較緩，采用長距離管道配合小集水泵收集反坡排水，考慮隧道反坡施工較長以及水泵揚程等因素，每幅8、隧道擬設置固定式排水泵站 3 座，每 200米設置左右幅各一座，左幅隧道分別設置在 K90+480，K90+680，K90+880處。實際施工時如遇到涌水量較大時可根據具體情況加密，泵站之間采用125mm 排水管長距離輸送，前方施工掌子面積水采用臨時集水坑來收集積水，小集水泵用80mm消防軟管將積水收集并輸送至最近的較大的集水泵站內，對兩個固定式排水泵站之間積水采用洞內兩側設排水溝加橫溝自然匯集至高程較低的集水泵站內，由最后一級排水泵站傳遞至洞外污水處理池。綠春隧道出口端因為下坡施工隧道，排水工作相對輕松，施工時在掌子面和仰拱位置采用臨時集水坑進行積水，而后采用污水泵進行抽水作業，并用 80m9、m消防軟管將積水收集并輸送至已完成的邊溝段落，使其沿邊溝自然排出洞外，洞外做大集水坑，并采用200cm的混凝土管連接至指定位置。5 設備選型配套5.1 抽水設備型號選型原則隧道排水主要為隧道滲水，同時需考慮到施工用水。水質除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同時還有噴射混凝土元綠二級公路第二合同段專項施工方案6 的回彈物摻雜物，所以除考慮到需排出的水量外，還應考慮到排水的成分組成。洞內水量是逐段遞增，在各級泵站的水泵選型上，應按照排水能力遞增原則自下而上遞增選配。各級泵站排水能力應充分配備，并有一定的儲備能力。隧道施工后通過對洞內水的成分組成分析，其主要水質除地下水的本身成分外，主10、要還有巖石、石屑、泥漿等成分，泥漿泵考慮選用山東淄博博山潤神渣漿泵公司生產的高效耐磨渣漿泵，揚程30m，流量 80m3/h，功率 22Kw。隧道內泵站間水量遞增較大，為了考慮到在管理、操作維修上的方便，泵站間高差相近，選用型號相同水泵，只是在設備數量上相應增加。工作面移動水泵，采用移動輕便的水泵，實際操作根據水量大小在數量上予以增減。5.2 需要配用的設備及位置表綠春隧道設置泵站位置及選用設備一覽表施工工區涌水量泵站位置水泵型號水 泵數量備用數量抽水能力綠春隧道1726m3/d K90+480 GMZ100-30-802 4 80m3/h K90+680 GMZ100-30-802 4 80m11、3/h K90+880 GMZ100-30-802 4 80m3/h 6 排水系統6.1 管路根據洞內水量情況，結合選配的抽水設備，正常施工排水采用3套管路（可根據隧道施工后洞內涌水情況增加管路）：2 套為125mm管材均為無縫鋼管（一套檢修備用，一套日常使用）；1 套為80mm消防軟管（工作面上移動積水）。綠春隧道出口端采用小型污水泵、泥漿泵進行給水抽水，因仰拱施工為分段開挖施工，故左右兩側均應元綠二級公路第二合同段專項施工方案7 在開挖過程中留給水坑，并及時抽水，避免給水給施工帶來的不利影響。6.2 集水坑設置集水坑設于洞內兩側，每隔150m 200m設置 1 處，同時根據隧道內出水量情況12、予以適當加密。臨時集水坑的容量按該段5min 的匯水量加上施工用水量（每工作面20-30m3/d）合計確定，一般集水坑尺寸為：2m（長）*3m（寬）*1.5m（深），容量 9m3，可根據實際情況進行調整大小。6.3 固定泵站設置固定泵站為整個施工過程結束前所使用的接力排水水倉位置，其具體位置詳見上面，泵站水倉容量計算按該段5min 的匯水量加上施工用水合計確定，其結構尺寸為3m（長）*3m（寬）*1m（深），容量9m3，可根據隧道開挖后的實際情況進行調整，泵站設置在洞內兩側。6.4 排水供電為確保洞內排水正常進行，不因電路問題導致抽排工作的間斷，設置一條專用供電線路。由于水泵功率較大，新用電源13、電壓為380V，所以泵站用電引入380V穩定電源。6.5 其他工作面排水采用移動式水泵，管路為80mm消防軟管，抽排至就近泵站或臨時集水坑內。為確保洞內道路無水干爽，必須修建好兩側排水溝，確保洞內滲水通過側溝引入集水坑內，防止在洞內道路上漫流。7 隧道排水靈活處理的要點在隧道單側或雙側設置的排水溝，排水溝的大小要依據隧道的坡度和涌水量的大小確定。元綠二級公路第二合同段專項施工方案8 抽水設備要依據隧道洞內涌水量的大小及集水坑匯水的情況而定，同時水泵的揚程要參考隧道的坡度和起始點的高差，要盡量做到有一定的富余量。8 在洞外增加防水、防汛及防山洪措施在隧道進口處做好排水措施，做到排水暢通，并在洞口14、增加截水橫溝，防止地表水和施工排水倒灌進洞，根據洞口水量情況可適當加大橫溝斷面，并用棧橋連接施工便道與隧道，做到排水和行車互不影響，9 各項保證措施9.1 組織管理保證在排水施工上不僅需要一套完善、合理的排水系統，還需在管理上予以加強，才能達到預期的效果。為此不僅成立了專業排水隊，每個隊設隊長一人，副隊長兩人，設備檢修2 人，排水工班 4 個班，每班組成：工班長 1 人，泵站管理 1 人。還制定嚴格的值班制度。每個隧道作業面的隧道排水日常工作堅持隊長、副隊長輪流24h 值班制，并制定抽水記錄表進行統一管理，發現問題及時處理，匯總問題進行總結分析。9.2 安全技術保障措施對施工技術人員進行技術和15、操作培訓，針對一些技術特點和操作要領作重點講解和現場示范。對用電的排水設備要確保電路安裝的正確，檢查轉向是否正確，設置接地裝置及標志，要嚴格按照安全用電方案辦理，做到一機一閘一漏。水泵的冷卻采用下一個泵站抽上來的水直接澆至排水泵上進行冷卻。由于洞內均為滲水，雖然使用水泵為污水泵，一旦在進水口處產生淤積將導致堵泵。為此，需要對坑內污水進行攪合，施工中采用在元綠二級公路第二合同段專項施工方案9 水泵與管路的接口處安一處出水口并安裝閥門，利用抽水的高壓水不斷對進水口處進行沖攪，同時利用高壓風進行沖吹，防止淤泥的淤積。針對隧道施工的特點，施工人員對隧道內排水溝及集水坑內污泥雜物要及時進行清理，對管路要16、定期檢查維修，定期用清水進行沖洗。在集水泵進水口包裹鐵窗紗，同時把水泵或進水口放在竹筐內，可以防止污泥及雜物進入而發生堵塞。當水位下降超過底座，間隙出水時，應立即停機檢查，運行一段時間后，須進行維護保養。及時地進行保養和維修確保設備正常運轉的必要措施。對隧道內的抽水設備要定期進行安全檢查，并派專人負責管理，做到 24 小時輪流值班，建立嚴格的值班管理制度。對易損的排水設備及管理配件要有必要的儲備和供應上的保障。10 應急預案由于本段隧道施工穿越小型煤礦采空區，可能出現突水、涌水等突發事故。為此，在現有排水系統上增設了1 套設備和管路作為應急措施。管路利用高壓進水管路，即在每個泵站處在高壓水管上17、開口，與安裝在泵站處的水泵接通，正常情況下把閘閥關閉。一旦遇到突水、涌水現象，即把進水閘閥關閉，截斷高壓供水，打開排水閥進行應急抽排，在特殊情況下，洞內高壓風管也可以改造利用上作為排水管道。針對隧道反坡施工排水的困難的特點，對隧道內突發涌水事故，抽水設備損害，水位突然升高，建立必要的逃生系統，在掌子面及隧道內設置應急燈，在隧道內作業區放置救生衣，并保持隧道內通信暢通，發生突發事故后及時上報項目部應急預案領導小組，啟動突發事件的應急預案。元綠二級公路第二合同段專項施工方案10 隧道施工反坡排水費用估算1、泥漿泵設備費：泥漿泵規格型號：GM2100-30-80，單價：20000元/臺，數量：18 18、臺，污水泵 4 臺，單價：30000 元，泥漿泵 4 臺，單價：2800 元，共計設備費：491200元；2、125mm 無縫鋼管材料費：長度 1600m，總重量 25.5T；單價：7300 元/T（含加工安裝費用），80mm消防軟管 800 米，單價：57元，200cm混凝土管 30 米，單價：1640 元，洞口連接棧橋一座，單價 23000 元，C25混凝土硬化約30 立方，單價 510 元，共計材料費：319250元；3、電線線路材料費：長度 1600m,單價：15.5 元/m，共計材料費：24800元；4、工人工資：工人共計12 人，3000 元/人.月,施工時間：12 個月，共計人工費：432000元；5、電費：每臺泥漿泵功率22KW，平均每天有 4 臺工作，每天工作時間 20 小時，施工時間 12 個月，電費 1.75 元/KW.h，共計電費：1108800元。6、其他費用（包括小型水泵、泥漿池、集水坑、設備安裝維修等）暫估 200000元。