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1、 新建張家口至唐山鐵路ZTSG-2標段燕山隧道4#斜井正洞反坡排水施工方案編制： 審核： 審批： 燕山隧道4#斜井正洞反坡排水施工方案一、編制依據1、燕山隧道相關設計文件及圖紙資料；2、隧道施工規范；3、燕山隧道施工組織設計；4、適用于鐵路施工的規范、標準等文件；二、編制原則1、斜井及通過斜井施工正洞段均為反坡排水，通過移動潛水泵將水抽至集水箱，再由集水箱抽至泵站排至洞外沉淀池，再由沉淀池排至河道內。2、在施工發生大涌水時，水量超出泵站的能力，將下坡段掌子面段作為臨時水倉，但是必須保證施工人員及機械設備能夠有及時撤離掌子面。3、如涌水量大，產生了災難性的后果，在確保搶險人員生命安全的情況下，及2、時采取有效的搶救方案，減少人員傷亡程度，降低災害損失，積極組織人力、物力、財力全力搶險救災，處理涌水，盡快恢復正常施工生產。三、工程概況燕山隧道位于河北省張家口市境內，隧道起迄里程DK52+950DK74+106(右線YDK52+960YDK74+114)，全長21154m(右線21153m)。隧道為雙洞單線隧道，最大埋深557m。洞內線路縱坡為5.1的單面坡，出口端位于曲線上，其余均位于直線上。燕山隧道4#斜井采用無軌運輸雙車道斜井，斜井平距1465m，斜長度為1472m。斜井與正洞交于DK64+300，夾角為49，斜井井口與井底高差為143.63m，從洞口到洞底每隔250m設置一處長度為23、5m、坡度為3%的緩坡段。 按照當前的隧道施工組織設計安排承擔左線進口方向改DK63+407DK64+300段，長度893m的施工，左線出口方向改DK64+300DK65+042段，長度742m的施工；同時施工右線進口方向改DK63+413DK64+306段，長度893m的施工，右線出口方向改DK64+306DK65+060段，長度754m的施工。四、工程地質根據區內水文地質調查及對圖紙資料的設計情況，區內地下水發育，涌水情況統計見下表。表1 4#斜井涌水量統計表序號里程正常涌水量Qst（m3/d）最大涌水量Qmax（m3/d）滲透系數（m/d）地質情況14斜14+654斜10+18/215.4、270.035新黃土，黃褐色，粉質粘土，粗圓礫土，卵石土，粗角斜長片麻巖，弱風化，（WT2-2）4斜4+004+75，（WT1-1）4斜4+854斜5+25，（WT2-3）4斜7+254斜7+55低阻異常段，呈散體狀結構。24斜10+184斜8+6835010000.03534斜8+684斜5+60100025000.03544斜5+604斜0+00200045000.030角閃斜長片麻巖，弱風化，（WT2-1）4斜1+504斜3+00低阻異常段，節理發育，呈碎石狀結構。表2 4#斜井進正洞（左線）設計涌水量統計表序號里程正常涌水量Qst（m3/d）最大涌水量Qmax（m3/d）滲透系數（m/5、d）地質情況1改DK63+407改DK64+5305000110000.030角閃斜長片麻巖，弱風化（WT1-9）改DK63+375改DK63+450，呈碎石狀結構。（WT1-10）改DK64+415改DK64+533低阻異常段（F10）,(F10)物探推測斷層帶，呈碎石狀結構。2改DK64+530改DK65+0427500120000.300改DK64+530改DK64+690段,斷層破碎帶，呈散體狀結構。改DK64+690改DK64+882段, 角閃斜長片麻巖，弱風化,呈碎石狀結構。改DK64+882改DK66+042段, 角閃斜長片麻巖，弱風化,斷層破碎帶，（WT1-11）改DK64+96、00改DK65+020，低阻異常段，呈散體狀結構。表3 4#斜井進正洞（右線）設計涌水量統計表序號里程段正常涌水量Qst（m3/d）最大涌水量Qmax（m3/d）滲透系數（m/d）地質情況1改YDK63+413改YDK64+510450080000.030角閃斜長片麻巖，弱風化物探推測斷層帶，呈碎石狀結構；節理裂隙發育，呈塊狀結構；角閃斜長片麻巖，弱風化，物探異常段，斷層破碎帶，節理裂隙發育，呈碎石狀結構。2改YDK64+510改YDK65+0608000170000.30改DK64+510DK64+698段,斷層破碎帶，呈散體狀結構。改DK64+698改DK64+860段, 角閃斜長片麻巖，7、弱風化,節理裂隙發育，呈碎石狀結構。改DK64+698DK65+060段, 角閃斜長片麻巖，弱風化,斷層破碎帶，呈散體狀結構。 從上表中可見，斜井設計正常涌水總量為3350m3/d，正常最大涌水總量為8215.27m3/d。正洞左線設計正常涌水總量為12500m3/d，正常最大涌水總量為23000m3/d;正洞右線設計正常涌水總量為12500m3/d，正常最大涌水總量為25000m3/d。五、抽水形式選擇斜井主排水采用2級泵站接力抽排的形式。為了防止突然大規模涌水或是停電造成的大型抽水設備、電力設施被水淹沒，在距斜井井底120m處設置大型抽水站，并由高壓電纜將洞外10KV高壓電引入洞內，在抽水8、站旁設置大容量變壓器1臺。斜井與正洞交匯處設置集水坑，水經沉淀后由大流量單級離心泵抽至大型抽水站，最后由大型抽水機直接抽至洞外。六、設備選型及管路布置考慮施工期間的注漿止水等堵水措施的采取，施工期間的斜井及正洞的正?？偹堪凑?0000m3/d考慮，即416.7m3/h。斜井斜長度1472m，斜井井口與井底高差143.63m。排水管使用2趟200mm的排水管路（2趟200mm的高壓風管為備用）。（1）、水站座泵選擇在流量Q=416.7m3/h時，管路損失計算過程如下：V=Q/F=Q/r2=416.7(3.140.0013600)=3.68m3/s；V2/2g=3.68(29.81)=0.1879、m/s；H沿損失=L/DV2/2g=0.0214720.20.187=27.52mH局損失=（止回閥2個，約1%+90彎頭1個，約3%）=1014%=4.04mH總損失=27.52+4.04=31.56m其中V：流速，Q：流量，F：管路截面積，：沿程阻力系數，L：管路長度，D：管路直徑。根據以上計算，水泵揚程應大于143.63m+31.56m-12.72=162.47m，選用4臺D280-454型泵，流量Q=280m3/h 時，揚程H=180m，配用電機：N=220kW/380V，能滿足要求。2臺同時工作，1臺備用，1臺檢修。（2）、井底水站水泵選擇井底水站至大型抽水站坡段長度為120m，按照10、坡度為10.6%計算高差為12.72m，通過相同計算可知井底泵站配置150WQ-200-30-30型號，流量Q=200 m3/h 時，揚程H=30m的無堵塞潛水污水泵5臺，3臺工作，1臺備用，1臺檢修。（3）、斜井及正洞施工排水平面布置圖4#斜井及正洞施工排水平面布置示意圖七、水倉設置斜井最大設計涌水量為10000m3/d。水倉的容量根據設計文件，即水倉容量按30min的匯水量設計，30min的最大匯水量為208m3，抽水泵站水箱按20m2m3m=120m3，水箱旁設置4臺D280-454型泵壓水通過排水管路排至洞外沉淀池。井底集水倉容積按10m4m3m=120m3考慮，集水倉中間設置隔離墻（11、預留排水缺口），作為臨時污水沉淀池，通過沉淀池流入至另一邊的集水倉內，集水坑倉水通過150WQ-200-30-30型水泵吸水通過管路至大型泵站水箱，沉淀池設在斜井井底左側10m位置，與排水管路同側，便于清淤。抽水泵站平面布置圖4#斜井井身泵站橫斷面及縱斷面圖4#斜井井底集水坑及沉淀池圖八、供電方案及應急供電方案由于抽水機都是大功率用電設備，洞內供電采用50平方高壓電纜將洞外10KV高壓電引入洞內，根據以上抽水機的配置抽水站需配置一臺1250KVA的變壓器。當網電停電后，應急電源的能力應能夠滿足排水、洞內照明需要，洞內必須保證2臺220KW多級離心泵、3臺30KW污水泵抽水，排水用電功率為53012、KW，照明20KW，共計550KW，根據以上計算，洞內設置雙回路電源，備用1臺800KW的發電機作為應急電源。由于停電后通風機無法工作，洞內沒有新鮮空氣供應，因此800KW發電機只能設置在洞外，通過洞外800KVA變壓器向洞內變壓器反送電。九、設備配置表表2 設備選型配置表序號設備名稱型號流量m3/h揚程（m）數量（臺）備注1無堵塞潛水污水泵65WQ30-50-113050142150WQ-200-30-301503053離心泵D280-45428018044變壓器1250KVA15發電機800KW16鋼 管2007400m注：、其它小型抽水設備按照需要進行適量配置； 、在施工過程中如果水量較13、圖紙資料變化較大，設備配置可以根據實際情況適當調整；十、預測預報施工至設計圖的電阻異常段或地下水發育段時，實施TSP超前地質探測預報。根據TSP預報的結果，在可能發生涌水的地段進行超前地質鉆探，驗證地質情況。根據實際的地址情況，采取有針對性的施工方案。在TSP探測可能存在涌水的地段前10m位置，實施超前地質探孔，探孔設置孔口管，并安裝閥門。如果將地下水打漏，水量、水壓很大，停止鉆孔，關閉閥門，控制出水量，減小排水壓力。根據水量、水壓情況，及時通知相關各方，制定施工方案。每循環開挖鉆眼過程中，采用5m長鉆桿進行超前鉆探，發現異常情況，及時停止開挖施工。采取超前地質探孔驗證或采取帷幕注漿等施工方案14、。十一、成立涌水應急小組組織機構及職責1、應急小組成員及聯系電話職務姓 名部 門聯系電話備注組 長黃元慶行 政18932738877副組長王元俊黨總支13333137599成員馮均明4#斜井副經理18932631622成員李海平辦公室主任18932625222成員陳凌技術主管18932636955成員惠國挺機械主管18693213241成員康偉材料負責人15982938198成員吳廷森安質部長15373627691成員唐波機械隊隊長15081329501成員任興作業隊189032337782、組長職責（1）、對公司的安全生產負全面領導責任和直接領導責任。（2）、應宣傳、貫徹執行各種安全生產法律15、法規及制度。（3）、定期向企業職工代表大會報告安全生產情況。（4）、貫徹和落實各級安全生產責任。（5）、定期聽取安全情況匯報，研究和解決施工生產中的安全問題。（6）、組織審批防止突泥涌水施工安全技術措施，積極采納合理化建議，總結推廣（7）、安全生產中的新技術、新工藝、新設備。（8）、組織大型安全檢查和安全活動，加強安全教育。（9）、組織發生突泥涌水事故時的搶險救援工作，并主持重大傷亡事故的調查分析，（10）、提出處理意見和改進措施，并督促落實。3、副組長職責（1）、在組長的直接領導和指揮下進行各項安全工作，對項目部施工生產的安全負具體領導責任。（2）、認真貫徹執行安全生產的各項法律、法規、制16、度、標準和條例，負責制定和落實防止突泥涌水的施工安全技術措施。（3）、不違章指揮，經常組織安全檢查，清除事故隱患。（4）、制止違章作業。（5）、堅持對職工進行經常性的安全教育。（6）、當發生突泥涌水事故時，負責組織領導應急小組進行搶險救援工作。4、成員職責（1）、在分部領導下，認真執行各項安全生產技術措施。（2）、對安全生產積極提出合理化建議。（3）、當發生突泥涌水事故時，在應急小組領導的指揮下，進行各種搶險救援工作，積極參加事故原因的調查、分析，總結經驗教訓，防止類似事故的再次發生。十二、排水施工管理1、根據設計及現場情況制定詳細的施工方案，經分部主要管理、技術人員討論通過后報項目經理部通過17、后報監理站審批。2、施工前，工程部組織相關管理、技術及現場施工人員進行方案學習，使人人熟知施工過程和操作要求。 3、施工過程中各種設備及管路要嚴格按照方案，由專業隊伍進行現場排水管理和實施，管路安裝必須平、直、順，并且彎度平緩，避免轉銳角彎，以減小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加強日常維修和管理，避免返工現象發生。4、機械管理人員加強設備的日常檢查工作，尤其是備用設備的完好，保證緊急情況下設備的正常運轉。5、安排有經驗的維修人員負責設備的日常保養、維護。必須配有專人對現場抽水機進行管理，并負責進行維修。6、電工必須定期檢修抽水機，及時發現和解決故障，保證抽水機正常運轉。7、為了保證抽水機能夠正18、常啟動和運轉，必須為抽水機提供合適的供電設備。8、要求管路接頭處必須處理好，不得漏水。9、在無軌運輸期間，加強對管路的保護，避免因機械或人為損壞。10、在進入冬季施工前，要求對斜井進洞300m至洞口沉淀池范圍進行管路防寒，防寒材料采用發熱電路裝置、巖棉管、瀝青、膠帶等材料進行包裹。十三、安全保證措施1、對于排水系統的運轉，機械隊安排專人值班，發現異常情況及時進行協調解決，確保設備及人員的安全。2、在水箱、集水坑處掛設彩燈及警示牌，并對設備進行擋護。防止車輛及人員觸碰。3、如掌子面發生涌水，水量超過了排水系統的工作能力。調度應立即組織人員撤離掌子面。如水量很大，淹井速度很快，應立即組織車輛拉碴回19、填。4、注意設備的使用、保養、維修，注意用電安全，經常進行檢查，杜絕漏電，并派專人操作和維修，非機電修理人員不得隨意拆卸設備。5、準備好搶險物資、材料，做好搶險準備工作，確保發生異?；螂U情時能夠及時處理物資、設備能夠提供到位，保證處理的及時性，防止事態的進一步擴大。6、所有用電設備必須采用“一機、一箱、一閘、一漏保”的接線方式，并做好接地保護，嚴禁用同一個開關、開關箱直接控制二臺及二臺以上用電設備（含插座）。7、各種電氣設備用的閘刀、插頭、插座、空氣開關不得有裸露、漏電現象。8、設備的負荷線、保護零線和開關箱應定期檢查，發現問題立即報告專職電工維修。十四、環水保及職業健康保證措施1、斜井內排出的水含有施工產生的廢油等，廢水等經處理達標后方可向外排放，防止對周邊環境造成污染。2、施工過程作業人員佩戴齊全安全防護用品，確保人身安全。3、施工過程中作業人員正確佩戴防毒、防塵口罩，防止矽肺病等職業病的發生。4、為保證砼的耐久性設計要求，對每一斷層涌水進行水質取樣測試分析，確認是否對砼存在腐蝕性，并將結果及時反饋到設計及相關單位。