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1、新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運通道土建工程MHTJ-15標 隧道排水施工方案編制： 審核： 審批： 隧道排水施工方案1、設(shè)計依據(jù)（1）隧道施工設(shè)計圖紙；（2）鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準等技術(shù)規(guī)范；（3）隧道水文地質(zhì)資料；（4）鐵路雙線隧道類似工程的相關(guān)施工圖；（5）已審批的實施性施工組織設(shè)計。2、工程概況順坡施工隧道：石家隧道河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)石家村附近，隧道穿越區(qū)地層主要為泥質(zhì)粉砂巖及白云巖，隧道進口里程為DK756+236，出口里程為DK757+012，隧道全長776m，雙線單洞，隧道最大埋深約80m，隧道設(shè)單面上坡，坡度為5.2；白土坡隧道位于河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)火石坡村，隧2、道穿越區(qū)地層主要為泥質(zhì)粉砂巖，局部夾砂質(zhì)泥巖及泥巖，隧道進口里程為DK758+340，出口里程為KD759+849，隧道全長1509m，單洞雙線，隧道最大埋深約156m，隧道設(shè)單面上坡，進口DK758+340DK758+900段560m為5.1的上坡，DK758+900DK759+849段949m為5.4的上坡。反坡施工隧道：文山寨隧道位于河南省三門峽市盧氏縣，隧道穿越區(qū)地層較復(fù)雜，主要為泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖、巖屑砂巖，隧道進口里程為DK750+670，出口里程為DK751+167，隧道全長497m，雙線單洞，隧道最大埋深約87m，隧道設(shè)單面上坡加水平段，DK750+670DK7513、+000段330m為5.39的上坡，其余為平坡段167m；孟家坡隧道位于河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)境內(nèi)，隧道穿越區(qū)地層為黃土、粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、含礫砂巖及白云巖等，隧道進口里程為DK754+625，出口里程為DK756+010，全長1385m，隧道最大埋深約120m，雙線單洞，隧道設(shè)單面上坡，進口DK755+000段375m為5.0的上坡，DK755+000DK755+950段900m為5.4的上坡，DK755+950DK756+010段60m為5.2的上坡；張家?guī)X隧道位于河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)境內(nèi)，隧道穿越區(qū)地層主要為泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖，隧道進口里程為DK757+522.72，出口里程為4、DK757+816，隧道全長293.28m，雙線單洞，隧道最大埋深約69m，隧道設(shè)單面上坡，坡度為6。2.1、氣象隧址區(qū)域?qū)僭ノ魃降販貨鰸駶檯^(qū)，山巒重疊，溝壑縱橫，地勢較高，氣候溫涼。年平均氣溫攝氏12.6度左右，最高氣溫42.1，最低氣溫-19.1，最冷月平均氣溫0.7，歷年平均降水量647.8mm，年平均降水量為1011.7mm，降水主要集中在7/8/9三個月。由于受地形和氣候帶的影響，盧氏縣降水量南北差異較大。2.2、工程地質(zhì)文山寨隧道隧址區(qū)覆蓋層主要為第四系上更新統(tǒng)黏質(zhì)黃土及粗圓礫土，其下為上第三系雪家溝組泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖、巖屑砂巖。孟家坡隧道位于盧氏斷陷盆地內(nèi)，隧址表層5、覆蓋黃土，基巖零星出露，隧道穿越黃土，粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、含礫砂巖等軟巖地層以及白云巖等可熔巖地層，圍巖工程性質(zhì)較差，局部淺埋，巖體破碎。石家隧道隧址表層多為黃土覆蓋，穿越泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖，局部夾少量粉砂質(zhì)泥巖及泥巖，白云巖等，物探揭示隧址區(qū)域發(fā)育一斷層，與洞身交于DK756+807DK756+828，傾向小里程，推測為張性斷裂斷層面產(chǎn)狀為34050，破碎帶寬約30m40m。張家?guī)X隧道隧址出露基巖為泥質(zhì)粉砂巖，砂礫巖，局部夾泥巖，泥質(zhì)粉砂巖巖體產(chǎn)狀穩(wěn)定，表層基巖風(fēng)化較強烈，節(jié)理產(chǎn)狀不易量取，洞身段為弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖體較完整，產(chǎn)狀平緩，進出口淺埋段差異風(fēng)化明顯，巖體較破碎。白土坡隧道隧址出露6、地層為泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖，洞身為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖地層中。2.3、水文地質(zhì) 文山寨隧道地下水主要為孔隙潛水和基巖裂隙水，大氣降水為地下水主要補給來源，水量總體較小，隧道單位長度最大涌水量為0.11 m/d.m，正常涌水量約34m/d，最大涌水量53 m/d，屬弱富水區(qū)。 孟家坡隧道地表水主要為大氣降水，由于黃土地層滲透性較差，大氣降水入滲較少，地下水主要為第四系孔隙水，基巖裂隙水和巖溶水，隧道單位長度最大涌水量小于0.2 m/d.m，屬弱富水區(qū)。 石家隧道地表水主要以大氣降水為主要補給來源，地下水主要為基巖裂隙水和可溶巖巖溶水，水量貧乏，隧季節(jié)變化較大，水量總體較小，隧道單位長度最大涌水量為0.07、73m/d.m，正常涌水量約35 m/d，最大涌水量55 m/d，為貧水區(qū)。張家?guī)X隧道地下水主要有孔潛隙水和基巖裂隙水及構(gòu)造裂隙水，水量總體較小，隧道單位長度最大涌水量為0.13 m/d.m，對隧道圍巖的富水程度進行評價，為弱富水區(qū)。白土坡隧道地表水欠發(fā)育，地下水主要為孔潛隙水，根據(jù)降雨入滲法預(yù)測隧道單位長度最大涌水量為0.31m/d.m，隧道正常涌水量為300m/d，最大涌水量為469 m/d，屬弱富水區(qū)。3、施工排水方案3.1、總體施工方案隧道施工排水份順坡排水和反坡排水，根據(jù)現(xiàn)場施工情況，石家隧道和白土坡隧道為順坡排水，文山寨隧道、孟家坡隧道和張家?guī)X隧道為反坡排水，所有隧道均屬于弱富水區(qū)8、或貧水區(qū)。隧道施工排水可利用排水側(cè)溝自然排水，開挖面至仰拱面間采用機械排水；反坡排水采用分段抽排方式進行排水，施工過程中利用兩側(cè)排水溝，根據(jù)水量大小每隔一段距離設(shè)置集水坑，利用抽水機抽排至主排水管內(nèi)，集水坑可采用用鋼板焊接成水箱深，水箱大小可根據(jù)每個緩坡帶的出水量進行制作。具體排水示意見下圖。3.2、順坡排水 石家隧道和白土坡隧道為順坡排水，隧道施工順坡排水可利用排水側(cè)溝自然排水，開挖面至仰拱面間采用機械排水。具體排水示意見下圖。順坡排水3.3、反坡排水文山寨隧道、孟家坡隧道和張家?guī)X隧道為反坡排水，因隧道坡度較緩，對坡度較緩的隧道反坡道施工排水，適合采用較長距離固定式集水坑作為泵站，用小集水泵9、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管道將水排到洞外。如下圖：長距離采用的反坡排水方式示意圖這種方式的優(yōu)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。考慮隧道反坡施工較長以及水泵揚程等因素，每座隧道每200米設(shè)置集水坑左右幅各一座。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80mm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(nèi)，對兩個固定式排水泵站之間積水采用洞內(nèi)兩側(cè)排水溝加橫溝自然匯集至高程較低的集水10、泵站內(nèi)，由最后一級排水泵站傳遞至洞外污水處理池。4、設(shè)備選型配套4.1、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，泥漿泵考慮選用高效耐磨渣漿泵。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11、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)水量大小在數(shù)量上予以增減。4.2 需要配用的設(shè)備及位置表隧道選用設(shè)備一覽表施工工區(qū)涌水量（m/d）水泵型號水泵數(shù)量備用數(shù)量抽水能力文山寨隧道53100QJ8-15/3225m/d孟家坡隧道277200QJ32-26/2 8820m/d張家?guī)X隧道52100QJ8-15/3225m/d5、排水系統(tǒng)5.1、管路根據(jù)洞內(nèi)水量情況，結(jié)合選配的抽水設(shè)備，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(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12、影響。5.2、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5-20m3/d）合計確定，也可根據(jù)實際情況進行調(diào)整大小。5.3、排水供電為確保洞內(nèi)排水正常進行，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。5.4、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。6、管線布置排水管布置，充分考慮隧道洞內(nèi)所有管線的布置形式，做到合理布置、安全使13、用、規(guī)范施工，具體管線布置見下圖：7、污水排放洞內(nèi)污水抽出后，排至洞口污水沉淀池，經(jīng)三級沉淀達標后排出，沉淀池采用過濾窗連接排放。8、突泥、涌水事故處理當施工至軟弱破碎、地下水發(fā)育段時，需實施超前地質(zhì)探測預(yù)報，設(shè)計有超前地質(zhì)鉆探預(yù)報方案時，按設(shè)計進行施作，設(shè)計無超前地質(zhì)預(yù)報時，一般采取超長鉆眼（鉆眼長度5m以上），以探知前方圍巖地質(zhì)情況，根據(jù)所鉆探的地質(zhì)情況，及時反饋至工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)室，分析突水、涌泥可能性。若有突泥涌水可能性，有設(shè)計則按設(shè)計方案進行處理，若設(shè)計無針對性施工方案，立即上報監(jiān)理部、設(shè)計院及業(yè)主等，要求設(shè)計院設(shè)計相應(yīng)的施工方案，防止突泥涌水的發(fā)生。發(fā)生突泥、涌水事故之后，應(yīng)立即啟動14、工區(qū)制定的突泥涌水應(yīng)急預(yù)案，同時根據(jù)流量大小確定引排水方案，盡快排除洞內(nèi)積水，確保后續(xù)處理措施的及早進行。9、排水施工管理(1)配備足夠、富裕的抽水設(shè)備，保證施工生產(chǎn)安全和工程進度。(2)完善各種排水機械設(shè)備的安全操作規(guī)程和維護保養(yǎng)細則，并向操作和維修人員交底。認真做好機械設(shè)備的管用養(yǎng)修，避免在進行排水時出現(xiàn)故障，從而影響施工。(3)配備專人負責(zé)工程排水工作，對每天排水情況進行記錄，并對數(shù)據(jù)及時分析，以指導(dǎo)下步工作。(4)通過多種超前水平鉆探及綜合物探手段相互印證，提前確定可能發(fā)生突、涌水的位置或段落，以防發(fā)生嚴重的后果。(5)配備相應(yīng)的發(fā)電機，出現(xiàn)停電時由發(fā)電機組發(fā)電進行排水。(6)在隧洞每一泵站處高壓風(fēng)管加設(shè)接頭，在出現(xiàn)應(yīng)急或管路檢修時作為應(yīng)急管道使用。