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1、 元綠二級公路第二合同段K90+280YK91+885全長1605米綠春隧道防排水專項施工方案編制：王永超復(fù)核： 何 勇審核：重慶交建建設(shè)集團(tuán)責(zé)任有限公司元綠二級公路第二合同段五工區(qū)項目經(jīng)理部2011年6月25日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+277K91+888，分界段全場1611米，隧道進(jìn)口端K90+337.849位于R=399.589m、i=3%的右轉(zhuǎn)圓曲線上；K90+337.849K90+392.849位于R=399.589m、Ls=55m、i=3%的右轉(zhuǎn)緩和曲線上，K90+392.849K91+680.221位于直線上，2、K91+680.221K91+725.221位于R=350m、Ls=45m、i=3%的左轉(zhuǎn)緩和曲線上，K91+725.221出口端位于R=350m、i=3%的左轉(zhuǎn)圓曲線上，隧道所處路段縱坡：進(jìn)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(jìn)口端位于元陽縣巖甲村境內(nèi)，出口端位于綠春縣俄批村境內(nèi)，地形坡度2035度左右，表層為厚度不詳?shù)牡谒募o(jì)沖宏基層，底部為紫紅色的泥質(zhì)頁巖夾細(xì)粒長石英砂巖、紫紅色泥質(zhì)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(gòu)造的影響，地3、層破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育不規(guī)則，圍巖自身穩(wěn)定性差。2.2氣候隧道區(qū)屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)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(fēng)速2.4m/s。2.3水文地質(zhì)隧道區(qū)地下水主要類型為基巖裂隙水。構(gòu)造裂隙水以及大氣降水，巖層富水性較弱中等。隧道進(jìn)口端地形較緩，埋深較淺，雨季時受地表水易于補(bǔ)給，雨季時地下水相對較豐富。通過地質(zhì)調(diào)查和前人資料的分析，隧道洞身段埋藏較深，受構(gòu)造影響巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，地下與賦水性相對較好，類溪水豐富易出現(xiàn)較大涌水，雨季時受地表水補(bǔ)給，故富水量也變化相對大，對隧道開挖產(chǎn)生不利影響。總體上，該隧道水文地質(zhì)條件對隧道開挖存在一定的影響4、。2.4涌水量計算涌水量計算：根據(jù)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(shù)；W-區(qū)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(nèi)對隧道兩側(cè)的影響寬度（Km）。根據(jù)設(shè)計資料計算預(yù)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(nèi)施工前進(jìn)方向為下坡，洞內(nèi)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，影響隧道圍巖的穩(wěn)定和危及隧道施工的機(jī)械設(shè)備及施工人員的安全，影響正常的施工生產(chǎn)。3.2 總體方案反坡排水，需采用機(jī)械排水，設(shè)置多級泵站接力排水，工作面積水采用移動式潛水泵抽至5、就近泵站或臨時集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲（涌）水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然匯集到臨時集水坑內(nèi)或泵站水池內(nèi)，由固定排水泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上一級排水泵站內(nèi)，如此由固定式排水泵站接力將洞內(nèi)積水抽排至洞外，經(jīng)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(shè)計，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時集水坑根據(jù)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(dāng)增加工作水泵；同時為防止突水，設(shè)置利用高壓風(fēng)管作為1套應(yīng)急排水系統(tǒng)。3.3 主要的排水系統(tǒng)方式洞內(nèi)反坡排水方式，根據(jù)坡度、水量和設(shè)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(jù)本隧道的實際情6、況，擬在施工中采用的反坡排水系統(tǒng)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(jī)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(shè)抽水機(jī)一臺，把積水抽至最后一段反坡，最后一個抽水機(jī)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（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(nèi)，再用大功率的泥漿泵通過排水7、管道將水排到洞外。如下圖： 洞內(nèi)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(yōu)點是所需抽水機(jī)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(jī)需要跟隨坑道的掘進(jìn)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，每幅隧道擬設(shè)置固定式排水泵站3座，每200米設(shè)置左右幅各一座，左幅隧道分別設(shè)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(jù)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8、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(nèi)，對兩個固定式排水泵站之間積水采用洞內(nèi)兩側(cè)設(shè)排水溝加橫溝自然匯集至高程較低的集水泵站內(nèi)，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(jìn)行積水，而后采用污水泵進(jìn)行抽水作業(yè)，并用80mm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(shè)備選型配套5.1 抽水設(shè)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(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同9、時還有噴射混凝土的回彈物摻雜物，所以除考慮到需排出的水量外，還應(yīng)考慮到排水的成分組成。洞內(nèi)水量是逐段遞增，在各級泵站的水泵選型上，應(yīng)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(yīng)充分配備，并有一定的儲備能力。隧道施工后通過對洞內(nèi)水的成分組成分析，其主要水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、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(chǎn)的高效耐磨渣漿泵，揚程30m，流量80m3/h，功率22Kw。隧道內(nèi)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(shè)備數(shù)量上相應(yīng)增加。工作面移動水泵，采用移動輕便的水泵，實際操作根據(jù)水量10、大小在數(shù)量上予以增減。5.2 需要配用的設(shè)備及位置表綠春隧道設(shè)置泵站位置及選用設(shè)備一覽表施工 工 區(qū)涌水量泵站位置水泵型號水泵數(shù)量備用數(shù)量抽水能力綠春隧道1726m3/dK90+480GMZ100-30-802480m3/hK90+680GMZ100-30-802480m3/hK90+880GMZ100-30-802480m3/h6 排水系統(tǒng)6.1 管路根據(jù)洞內(nèi)水量情況，結(jié)合選配的抽水設(shè)備，正常施工排水采用3套管路（可根據(jù)隧道施工后洞內(nèi)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11、漿泵進(jìn)行給水抽水，因仰拱施工為分段開挖施工，故左右兩側(cè)均應(yīng)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(shè)置集水坑設(shè)于洞內(nèi)兩側(cè)，每隔150m200m設(shè)置1處，同時根據(jù)隧道內(nèi)出水量情況予以適當(dāng)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(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整大小。6.3固定泵站設(shè)置固定泵站為整個施工過程結(jié)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(jié)構(gòu)尺寸為3m（長）*3m（12、寬）*1m（深），容量9m3，可根據(jù)隧道開挖后的實際情況進(jìn)行調(diào)整，泵站設(shè)置在洞內(nèi)兩側(cè)。6.4排水供電為確保洞內(nèi)排水正常進(jìn)行，不因電路問題導(dǎo)致抽排工作的間斷，設(shè)置一條專用供電線路。由于水泵功率較大，新用電源電壓為380V，所以泵站用電引入380V穩(wěn)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(nèi)。為確保洞內(nèi)道路無水干爽，必須修建好兩側(cè)排水溝，確保洞內(nèi)滲水通過側(cè)溝引入集水坑內(nèi)，防止在洞內(nèi)道路上漫流。7隧道排水靈活處理的要點在隧道單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置的排水溝，排水溝的大小要依據(jù)隧道的坡度和涌水量的大小確定。抽水設(shè)備要依據(jù)隧道洞內(nèi)涌水量的大小及集水坑匯水的情況13、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(jìn)口處做好排水措施，做到排水暢通，并在洞口增加截水橫溝，防止地表水和施工排水倒灌進(jìn)洞，根據(jù)洞口水量情況可適當(dāng)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(tǒng)，還需在管理上予以加強(qiáng)，才能達(dá)到預(yù)期的效果。為此不僅成立了專業(yè)排水隊，每個隊設(shè)隊長一人，副隊長兩人，設(shè)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(yán)格的值班制度。每個隧道作業(yè)面的隧道排水日常工作堅持隊長14、副隊長輪流24h值班制，并制定抽水記錄表進(jìn)行統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，匯總問題進(jìn)行總結(jié)分析。9.2安全技術(shù)保障措施對施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)和操作培訓(xùn)，針對一些技術(shù)特點和操作要領(lǐng)作重點講解和現(xiàn)場示范。對用電的排水設(shè)備要確保電路安裝的正確，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，設(shè)置接地裝置及標(biāo)志，要嚴(yán)格按照安全用電方案辦理，做到一機(jī)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(jìn)行冷卻。由于洞內(nèi)均為滲水，雖然使用水泵為污水泵，一旦在進(jìn)水口處產(chǎn)生淤積將導(dǎo)致堵泵。為此，需要對坑內(nèi)污水進(jìn)行攪合，施工中采用在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(jìn)水口處進(jìn)行沖攪，同時利用高壓風(fēng)進(jìn)行沖15、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(nèi)排水溝及集水坑內(nèi)污泥雜物要及時進(jìn)行清理，對管路要定期檢查維修，定期用清水進(jìn)行沖洗。在集水泵進(jìn)水口包裹鐵窗紗，同時把水泵或進(jìn)水口放在竹筐內(nèi)，可以防止污泥及雜物進(jìn)入而發(fā)生堵塞。當(dāng)水位下降超過底座，間隙出水時，應(yīng)立即停機(jī)檢查，運行一段時間后，須進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。及時地進(jìn)行保養(yǎng)和維修確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的必要措施。對隧道內(nèi)的抽水設(shè)備要定期進(jìn)行安全檢查，并派專人負(fù)責(zé)管理，做到24小時輪流值班，建立嚴(yán)格的值班管理制度。對易損的排水設(shè)備及管理配件要有必要的儲備和供應(yīng)上的保障。10應(yīng)急預(yù)案由于本段隧道施工穿越小型煤礦采空區(qū)，可能出現(xiàn)突水、涌水等突發(fā)事故。為此，在16、現(xiàn)有排水系統(tǒng)上增設(shè)了1套設(shè)備和管路作為應(yīng)急措施。管路利用高壓進(jìn)水管路，即在每個泵站處在高壓水管上開口，與安裝在泵站處的水泵接通，正常情況下把閘閥關(guān)閉。一旦遇到突水、涌水現(xiàn)象，即把進(jìn)水閘閥關(guān)閉，截斷高壓供水，打開排水閥進(jìn)行應(yīng)急抽排，在特殊情況下，洞內(nèi)高壓風(fēng)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(nèi)突發(fā)涌水事故，抽水設(shè)備損害，水位突然升高，建立必要的逃生系統(tǒng)，在掌子面及隧道內(nèi)設(shè)置應(yīng)急燈，在隧道內(nèi)作業(yè)區(qū)放置救生衣，并保持隧道內(nèi)通信暢通，發(fā)生突發(fā)事故后及時上報項目部應(yīng)急預(yù)案領(lǐng)導(dǎo)小組，啟動突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。隧道施工反坡排水費用估算1、泥漿泵設(shè)備費：泥漿泵規(guī)格型號：GM217、100-30-80，單價：20000元/臺，數(shù)量：18臺，污水泵4臺，單價：30000元，泥漿泵4臺，單價：2800元，共計設(shè)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(shè)備安裝維修等）暫估200000元。以上費用合計：2576050元。