1、 山西中南部鐵路通道(瓦塘至湯陰東段)ZNTJ-10標(biāo) 專項(xiàng)施工方案 山西中南部鐵路通道(瓦塘至湯陰東段)ZNTJ-10標(biāo)DK416+250DK447+220范家山隧道出口(DK426+836DK430+010)反坡施工排水專項(xiàng)方案編制: 復(fù)核: 審核: 中鐵五局(集團(tuán))公司山西中南部鐵路通道ZNTJ-10標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部隧道三隊(duì)2010年9月4日范家山隧道隧道出口反坡施工排水專項(xiàng)方案1 工程概況范家山隧道出口位于泗水河邊的東上寨村附近,交通便利,洞身有少量的小村落,有鄉(xiāng)村便道通行,交通較為便利。隧道采用單洞雙線方案，隧道進(jìn)口里程為DK419+820，隧道出口里程為DK430+010，隧道全長(zhǎng)10

2、190m，最大埋深約260m，最小埋深約55m。隧道平面為直線。隧道縱坡為單面上坡，坡率為：5.1。隧道出口施工為下坡。2 自然地理概況2.1地理位置以及地形、地貌隧道處于中低山區(qū)，地勢(shì)起伏較大，地面標(biāo)高950-1250m，相對(duì)高差約200m，隧道進(jìn)口端位于直接裸露的基巖陡坎上，出口處坡度較緩；隧道洞身部位沖溝較發(fā)育，且有常年流水，各沖溝內(nèi)均可見基巖直接裸露。2.2氣候線路通過地區(qū)屬中溫帶干旱、半干旱氣候區(qū)。以寒冷干燥，大陸型氣候?yàn)樘卣鳌円箿夭钭兓^大，表現(xiàn)為降雨量小，蒸發(fā)量大，空氣干燥，春秋季節(jié)多風(fēng)，夏季短促而炎熱，冬季漫長(zhǎng)且嚴(yán)寒。平均氣溫9.9，極端最高氣溫38.7，極端最低氣溫-12.

3、6；年最大降水量810.0mm，年平均蒸發(fā)量1506.3mm；瞬間最大風(fēng)速13.7m/s，主導(dǎo)風(fēng)向南風(fēng)；土壤冰凍期從當(dāng)年10月下旬到次年的3月下旬，季節(jié)最大凍土深度75cm。2.3水文地質(zhì)地表水范家山隧道進(jìn)口段為下郭都河，隧道出口段為泗水河，河內(nèi)均常年流水，主要受大氣降水補(bǔ)給，水量受季節(jié)性降水影響變化較大。地下水主要為基巖裂隙水，由于劉家溝組的泥巖且兩組垂直節(jié)理發(fā)育較發(fā)育且能形成貫通的水力通道，因此，在劉家溝組內(nèi)中厚泥巖段時(shí)有泉出露，多為下降泉，且流量較大，勘察期間埋深大于50m，地下水主要依靠大氣降水補(bǔ)給。2.4涌水量計(jì)算涌水量計(jì)算：根據(jù)Q=2.74*a*W*A A=L*B式中Q-隧道涌水量

4、（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(zhǎng)度內(nèi)對(duì)隧道兩側(cè)的影響寬度（Km）。根據(jù)設(shè)計(jì)資料計(jì)算預(yù)測(cè)，隧道出口DK430+010DK428+300段估算最大涌水量為1836m3/d, 隧道出口DK428+300DK426+800段估算最大涌水量為4900m3/d。3 排水方案3.1 隧道反坡排水的特點(diǎn)反坡施工即向洞內(nèi)施工前進(jìn)方向?yàn)橄缕拢磧?nèi)水向工作面匯集，需要及時(shí)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(jí)泵

5、站接力排水，工作面積水采用移動(dòng)式潛水泵抽至就近泵站或臨時(shí)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(shí)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(jí)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(cāng)容量按5min涌水量設(shè)計(jì)，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時(shí)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(tái)，備用1臺(tái)，檢修1臺(tái)配備，針對(duì)隧道涌水量大時(shí)要適當(dāng)增加工作水泵；同時(shí)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，

6、一次或分段接力排出洞外。根據(jù)本隧道的實(shí)際情況，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(duì)坡度較大隧道施工對(duì)排水電機(jī)揚(yáng)程要求相對(duì)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(diǎn)開挖集水坑，設(shè)抽水機(jī)一臺(tái)，把積水抽至最后一段反坡，最后一個(gè)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示意圖3.3.2 長(zhǎng)距離管道配合小集水泵收集式反坡排水對(duì)坡度較緩的隧道反坡道施工排水，適合采用較長(zhǎng)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

7、水抽到最近的集水坑內(nèi)，再用大功率的自動(dòng)排水系統(tǒng)泵站通過排水管道將水排到洞外。如下圖： 洞內(nèi)平面布置示意圖圖（二）：長(zhǎng)距離采用的反坡排水方式這種方式的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是要安裝水管較長(zhǎng)，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范家山隧道坡度較緩，采用長(zhǎng)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(zhǎng)以及水泵揚(yáng)程等因素，根據(jù)設(shè)計(jì)估算最大涌水量在DK430+010DK428+300段擬設(shè)置固定式排水泵站2座，分別設(shè)置在DK429+300，DK428+700處, DK428+300DK426+800段擬設(shè)置固定式排水泵站4座

8、，分別設(shè)置在DK428+100，DK427+700, DK427+300 ,DK426+900處。實(shí)際施工時(shí)如遇到涌水量較大時(shí)可根據(jù)具體情況加密，泵站之間采用200mm排水管長(zhǎng)距離輸送，前方施工掌子面積水采用臨時(shí)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(duì)兩個(gè)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(jí)排水泵站傳遞至洞外污水處理池。5 設(shè)備選型配套5.1 抽水設(shè)備型號(hào)選型原則隧道排水主要為隧道滲水，同時(shí)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(shí)還有噴射混凝土的回彈物摻雜物，

9、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(jí)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(jí)泵站排水能力應(yīng)充分配備，并有一定的儲(chǔ)備能力。隧道施工后通過對(duì)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，泥漿泵考慮選用山西天波制泵公司生產(chǎn)的高效耐磨渣漿泵，揚(yáng)程70m，流量120m3/h，功率37Kw。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(hào)相同水泵，只是在設(shè)備數(shù)量上相應(yīng)增加。工作面移動(dòng)水泵，采用移動(dòng)輕便的水泵，實(shí)際操作根據(jù)水量大小在數(shù)量上予以增減。5.2 需要配用的

10、設(shè)備及位置表范家山隧道出口設(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(hào)水泵數(shù)量備用數(shù)量抽水能力DK430+010DK428+300段1836m3/dDK429+300WQ70-40-1512120m3/hDK428+700WQ70-40-1512120m3/hDK428+300DK426+800段4900m3/dDK428+100WQ70-40-1512120m3/hDK427+700WQ70-40-1512120m3/hDK427+300WQ70-40-1512120m3/hDK426+900WQ70-40-1512120m3/h6 排水系統(tǒng)6.1 管路根據(jù)洞內(nèi)水量情況，結(jié)合選

11、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200mm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(dòng)積水）。6.2 集水坑設(shè)置集水坑設(shè)于洞內(nèi)中線處，每隔200m設(shè)置1處，同時(shí)根據(jù)隧道內(nèi)出水量情況予以適當(dāng)加密。臨時(shí)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(jì)確定，一般集水坑尺寸為：2m（長(zhǎng)）*1m（寬）*3m（深），容量6m3，可根據(jù)實(shí)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(gè)施工過程結(jié)束前所使用的接力排水水倉(cāng)位置，其具體位置詳見上面，泵站水倉(cāng)容量計(jì)算按該段5min的匯

12、水量加上施工用水合計(jì)確定，其結(jié)構(gòu)尺寸為3m（長(zhǎng)）*3m（寬）*3m（深），容量27m3，可根據(jù)隧道開挖后的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，泵站統(tǒng)一設(shè)置在洞內(nèi)右側(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(dòng)式水泵，管路為80mm消防軟管，抽排至就近泵站或臨時(shí)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反坡隧道排水靈活處理的要點(diǎn)在隧道雙側(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

13、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而定，同時(shí)水泵的揚(yáng)程要參考隧道的坡度和起始點(diǎn)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，并在溝頂加蓋鐵板，做到排水和行車互不影響，9 各項(xiàng)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)排水班，設(shè)班長(zhǎng)1人，副班長(zhǎng)1人，設(shè)備檢修2人，水泵站管理人員2人。還制定嚴(yán)格的值班制度。隧道作業(yè)面的隧道排水日常工作

14、堅(jiān)持班長(zhǎng)、副班長(zhǎng)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(shí)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(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)和操作培訓(xùn)，針對(duì)一些技術(shù)特點(diǎn)和操作要領(lǐng)作重點(diǎn)講解和現(xiàn)場(chǎng)示范。對(duì)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(gè)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(duì)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(duì)進(jìn)水口處進(jìn)行沖攪，同時(shí)利用高壓

15、風(fēng)進(jìn)行沖吹，防止淤泥的淤積。針對(duì)隧道施工的特點(diǎn)，施工人員對(duì)隧道內(nèi)排水溝及集水坑內(nèi)污泥雜物要及時(shí)進(jìn)行清理，對(duì)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(shí)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(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查，運(yùn)行一段時(shí)間后，須進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。及時(shí)地進(jìn)行保養(yǎng)和維修確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要措施。對(duì)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(shí)輪流值班，建立嚴(yán)格的值班管理制度。對(duì)易損的排水設(shè)備及管理配件要有必要的儲(chǔ)備和供應(yīng)上的保障。10應(yīng)急預(yù)案為應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)突水、涌水等突發(fā)事故。為此，在現(xiàn)有排水系統(tǒng)上增設(shè)了1

16、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(gè)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?cái)喔邏汗┧蜷_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(duì)隧道反坡施工排水的困難的特點(diǎn)，對(duì)隧道內(nèi)突發(fā)涌水事故，抽水設(shè)備損害，水位突然升高，建立必要的應(yīng)急系統(tǒng)，在掌子面及隧道內(nèi)設(shè)置應(yīng)急燈，并保持隧道內(nèi)通信暢通，發(fā)生突發(fā)事故后及時(shí)上報(bào)項(xiàng)目部應(yīng)急預(yù)案領(lǐng)導(dǎo)小組，啟動(dòng)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。隧道施工反坡排水費(fèi)用估算1、泥漿泵設(shè)備費(fèi)：泥漿泵規(guī)格型號(hào)：GM2100-30-80，單價(jià)：12000元/臺(tái)，數(shù)量

17、：18臺(tái)，共計(jì)設(shè)備費(fèi)：216000元；2、200mm無縫鋼管材料費(fèi)：長(zhǎng)度3200m，總重量101T；單價(jià)：4000元/T，共計(jì)材料費(fèi)：404000元；3、電線線路材料費(fèi)：長(zhǎng)度8400m,單價(jià)：10元/m，共計(jì)材料費(fèi)：84000元；4、工人工資：工人共計(jì)6人，3000元/人.月,施工時(shí)間：20個(gè)月，共計(jì)人工費(fèi)：360000元；5、電費(fèi)：每臺(tái)泥漿泵功率37KW，平均每天有4臺(tái)工作，每天工作時(shí)間24小時(shí)，施工時(shí)間20個(gè)月，電費(fèi)1元/KW.h，共計(jì)電費(fèi)：2131200元。6、其他費(fèi)用（包括小型水泵、泥漿池、集水坑、設(shè)備安裝維修等）暫估400000元。以上費(fèi)用合計(jì)：3231600元。10 追求卓越 勇于跨越