報(bào)信山斜井反坡排水施工方案

1、新建滬昆客專貴州段3標(biāo)段報(bào)信山斜井反坡排水施工方案編 制： 復(fù) 核： 審 核： 中國交通建設(shè)股份有限公司滬昆客專貴州段第二項(xiàng)目部二0一一年三月報(bào)信山斜井正洞反坡排水施工方案一、工程概況(一) 設(shè)計(jì)情況新建鐵路長沙至昆明客運(yùn)專線（貴州段）標(biāo)報(bào)信山隧道位于貴州省三穗凱里南區(qū)間臺江縣北部，雙線隧道，左右線線間距為5.0m，設(shè)計(jì)為16.4、3.0的連續(xù)單面上坡，隧道施工范圍: 529+926535+343,全長5417m，在534+250處設(shè)置斜井495m長，該隧道斜井段為16.4和3.0的上坡隧道，隧道斜井進(jìn)口方向?yàn)榉雌屡潘┕ぁ?二) 工程地質(zhì)情況隧區(qū)位于云貴高原斜坡地帶，區(qū)內(nèi)地形總體為西高東低。

2、隧道洞身穿越區(qū)域以廣泛分布的經(jīng)淺變質(zhì)的碎屑巖為主要特征，具構(gòu)造剝蝕槽谷地貌特點(diǎn)。槽谷的發(fā)育多及斷層、大型節(jié)理等構(gòu)造走向線一致，呈線狀分布，坡麓自然斜坡陡峻，坡度達(dá)2530°，常為地下水的集中排泄和地表沖溝源頭。隧道區(qū)基巖大多裸露，緩坡上多為薄層坡殘積粉質(zhì)黏土所覆蓋，下伏基巖為新元古界青白口系板溪群清水江組一段板巖、變余砂巖夾板巖。隧道進(jìn)、出口及緩坡地帶有少量覆土。隧區(qū)內(nèi)構(gòu)造線以北東向?yàn)橹鳎瑬|西向次之，構(gòu)造發(fā)育，主要構(gòu)造有南匠向斜、排生斷層，斷層傾角較陡。隧道位于南匠向斜南東翼，排生斷層平行于隧道線路走向經(jīng)過線路左側(cè)。此外，地表調(diào)查及鉆探揭示，受區(qū)域性構(gòu)造影響，部分地段巖層產(chǎn)狀凌亂，節(jié)

3、理極為發(fā)育，小褶曲較發(fā)育，巖體破碎。(三) 水文地質(zhì)條件1. 地表水隧區(qū)地表水以山間溝水為主，水量較小，雨季時溝內(nèi)水量增加明顯，普遍在 25 。地表出露泉流量一般0.20.5，局部具有承壓性。故隧道穿越區(qū)地表水較發(fā)育，主要以季節(jié)性水流為主。2. 地下水特征本區(qū)地下水類型主要為第四系松散土層孔隙水、基巖裂隙水。（1） 第四系松散土層孔隙水。主要賦存于隧道洞身上部的槽谷溪溝內(nèi)及隧道進(jìn)口外圍小江河河谷內(nèi)的第四系沖洪積、殘坡積層中，該類地下水受第四系分布面積及厚度控制，隧區(qū)此巖土層分布面積小且厚度小，富水性差，水量貧乏，主要受大氣降雨補(bǔ)給。（2） 基巖裂隙水。隧址區(qū)全為一套經(jīng)區(qū)域淺變質(zhì)作用的板巖、變余

4、砂巖組成，基巖孔裂隙水主要分布于碎屑巖基巖孔裂隙中，其水量大小主要受碎屑巖含孔裂隙巖層分布面積及孔裂隙率大小控制。隧區(qū)穿越段全段均為碎屑巖，加之隧區(qū)巖體受構(gòu)造影響，巖體破碎，使區(qū)內(nèi)巖體形成了良好的地下水含水體?？傮w上看測區(qū)孔裂隙水較豐富，特別是沿?cái)鄬訋Т祟惖叵滤行纬闪己玫倪\(yùn)移、賦存、排泄場所。3. 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄隧區(qū)地形總體為西高東低，地表水主要通過地表溪溝、以伏流的形式直接匯入東部的小江河。區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給主要來源于大氣降水，地下水動態(tài)隨季節(jié)而變化，一般規(guī)律是豐水期流量增大，而枯水期地下水流量減小。隧址區(qū)穿越新元古界青白口系板溪群清水江組（3q(1)）地層，該含水巖組含水均勻。地

5、下水主要受大氣降水補(bǔ)給，徑流多受地勢控制，由高地流向低洼地帶，在低洼地帶如斜坡、切層坎地以滲流及小泉水形式排于地表。4. 水化學(xué)特征地下水質(zhì)類型為3(-)(2+). (2+)型，根據(jù)鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范（10005-2019 J1167-2019），在環(huán)境作用類別為化學(xué)侵蝕環(huán)境及氯鹽環(huán)境時，水中酸性侵蝕、侵蝕性2、4(2-)、(2+)、(-)對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。（五）隧道涌水量預(yù)測隧道正常涌水量9200m(3)，雨洪期最大涌水量13800m(3)。二、編制依據(jù)1. 報(bào)信山隧道線路詳細(xì)縱斷面圖。2. 斜井正洞進(jìn)出口施工情況及進(jìn)度安排。3. 項(xiàng)目部隧道架子九隊(duì)現(xiàn)有的勞動力、施工機(jī)械設(shè)備。

6、4. 招投標(biāo)文件、國家、貴州省相關(guān)法律及規(guī)定。三、編制范圍報(bào)信山隧道斜井進(jìn)口段532+100534+250總體排水方案。四、主要排水方案反坡施工即向洞內(nèi)施工前進(jìn)方向?yàn)橄缕?，洞?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)。由于報(bào)信山隧道斜井進(jìn)口方向?yàn)榉雌滤淼朗┕?，設(shè)計(jì)中出水量大，巖層穩(wěn)定，為確保施工安全，我項(xiàng)目部建立有效的排水設(shè)施，以防在施工中因反坡排水困難，或突水等危及施工安全，影響施工進(jìn)度。(一) 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就近泵站或臨時集

7、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5涌水量設(shè)計(jì)，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5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)。(二) 泵站設(shè)置依據(jù)及涌水量計(jì)算依據(jù)1. 高差計(jì)算斜井段：（668.2+3）-（624.82-5）=51.39m534+250532+500段1750&

8、#215;3=5.25m。532+500532+100段400×16.4=6.56m。2. 水泵配置原則按最大涌水量考慮排水能力，選用大流量、低揚(yáng)程抽水機(jī)，設(shè)備分階段投入。其中斜井交叉口設(shè)置集水池，斜井段選用多級高揚(yáng)程水泵；因?yàn)樾本M(jìn)口段運(yùn)距較長，而且為了節(jié)省能源選用多級低揚(yáng)程高排水量水泵。3. 測水流量三角堰流量公式為 Q = 2.5式中：K為特征常數(shù)；h為堰頂?shù)难蜕?，（圖1a）。圖1樓上所述公式1.343*H 2.47和Q = 2.5有應(yīng)用范圍的當(dāng)0.021-0.200M時用公式Q = 2.5；當(dāng)0.301-0.350M時用公式Q = 1.343*H2.47；當(dāng)0.201-0.3

9、00M時用上倆公式的平均值。4. 泵站級數(shù)的確定采用如下公式計(jì)算：泵站級數(shù)：（h×r）H -反坡抽水總揚(yáng)程；水泵揚(yáng)程；壓力折減系數(shù)，取0.5。5. 抽水機(jī)數(shù)量抽水機(jī)數(shù)量：（v×24×a）洞內(nèi)涌水量；抽水機(jī)排水量；流量折減系數(shù)，取0.75。(三) 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(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：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(yáng)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(diǎn)開

10、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： 集水坑間距 線路坡度圖2 集水坑接力式反坡排水方式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管道將水排到洞外。如下圖： 圖3 長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，抽水機(jī)需要跟隨坑道的掘進(jìn)二次拆遷前移。3. 本工程擬采用的主要排水方案（1） 洞內(nèi)泵

11、站布置報(bào)信山隧道斜井進(jìn)口方向的排水方案計(jì)劃隨掘進(jìn)施工在洞內(nèi)建立由四級排水泵站和一個過渡泵站、一個活動泵站組成洞內(nèi)梯級泵站，其中交叉口出水池和靠近交叉口的三級水箱泵站為固定泵站，考慮到輸水管道對揚(yáng)程的影響，隨仰拱施工每隔500米在綜合洞室內(nèi)建立；過渡泵站建立于掌子面附近的綜合洞室內(nèi)，隨掌子面掘進(jìn)向前延伸?；顒颖谜窘ㄓ谡谱用?，保證掌子面的正常施工。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)。泵站及排水管具體布置如圖4所示：圖4 報(bào)信山隧道泵站及排水管道布置示意圖（2） 洞外排水由泵站抽水至斜井洞口后，經(jīng)在洞口兩側(cè)修建的沉淀池沉淀后排入旁邊水溝。（3） 泵站抽水機(jī)具配備（見表一）序號泵站里

12、程位置抽水設(shè)備配備設(shè)備抽水能力（m3）總抽水量（m3）備注1一級泵站0+260右側(cè)75水泵2臺55水泵1臺2條200鋼管1條100鋼管525126002二級泵站0+030右側(cè)75水泵2臺55水泵1臺11水泵2臺7.5水泵6臺3水泵4臺2條200鋼管1條100鋼管525126003三級泵站533+630右側(cè)55水泵2臺22水泵1臺11水泵2臺7.5水泵6臺3水泵4臺2條200鋼管1條100鋼管長65039093604四級泵站532+880右側(cè)55水泵2臺22水泵1臺11水泵2臺7.5水泵6臺3水泵4臺2條200鋼管1條100鋼管長75039093605五級泵站532+380右側(cè)55水泵2臺22水

13、泵1臺11水泵2臺7.5水泵6臺3水泵4臺2條200鋼管1條100鋼管長50039093606過渡泵站532+130右側(cè)37水泵2臺22水泵1臺11水泵2臺7.5水泵6臺3水泵4臺2條200鋼管1條100鋼管長25039093607活動泵站掌子面7.5水泵6臺3水泵4臺3100條水帶280條水帶長300m×3902160（4） 泵站內(nèi)設(shè)計(jì)a固定泵站在選擇泵站時，盡量以綜合洞室作為機(jī)具停放點(diǎn)，泵站內(nèi)綜合洞室制作水箱， 3.6*9*1.8m水箱共4個。綜合洞室每臺水泵建立一個配電柜，每個泵站配1000米電纜。b過渡泵站為保證掌子面及固定泵站的排水通暢，在位于掌子面附近的綜合洞室內(nèi)建立過渡

14、泵站，泵站內(nèi)每臺水泵設(shè)一個配電柜，3.6*4.5*1.8水箱一個，泵站配500米電纜。c臨時泵站掌子面的臨時泵站建立于掌子面左側(cè)，每個泵配置一個配電柜，施工中一個泵配100米電纜，考慮損耗，每個泵按300米電纜考慮；此外每泵配100米水帶，考慮施工損耗，每泵按300米考慮。d備用泵站為了預(yù)防掌子面處突水，在下臺階掌子面右側(cè)建立備用泵站，配置一個配電柜，75水泵一臺，22水泵一臺，施工中一個泵配100米電纜；當(dāng)掌子面突水量較大時，將備用水泵及高壓風(fēng)水管相連，直接將水抽到斜井交叉口匯水池，或?qū)⑺槿脒\(yùn)水罐車，直接將水用罐車?yán)蕉赐狻?. 排水系統(tǒng)（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

15、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200管材和1套110管材，均為無縫鋼管。采用污水泵、泥漿泵進(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。（2） 集水坑設(shè)置集水坑設(shè)于中心水溝，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5的匯水量加上施工用水量（每工作面20-30m3）合計(jì)確定。（3） 其他工作面排水采用移動式水泵，管路為80消防水帶，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，并在仰拱填充預(yù)埋110鋼管，鋼

16、管每100m左右各一道，確保洞內(nèi)滲水通過側(cè)溝引入中心水溝集水坑內(nèi)，防止在洞內(nèi)道路上漫流。（4） 隧道排水靈活處理的要點(diǎn)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而定，同時水泵的揚(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。（5） 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及隧道，做到排水和行車互不影響。5. 勞動力布置（見表二） 洞內(nèi)外抽排水每天勞動力布置

17、表 表二序號工種人數(shù)備 注1隊(duì)長1統(tǒng)管排水2工班長3三班制每班1人3電工6三班制每班2人4修理工12三班制每班4人5泵站人員15注：指1至5級泵站抽水人員；每個泵站的1人；實(shí)行三班制。5泵站人員4注：指過渡泵站抽水人員，每個泵站2人，實(shí)行三班制。6泵站人員6注：指掌子面活動泵站抽水人員，每班2人，實(shí)行三班制。7清淤人員18注：洞內(nèi)各泵站及中心水溝清除淤泥人員；僅白班。8清淤人員4注：洞口沉淀池及排水溝清淤。合 計(jì)65五、各項(xiàng)保證措施(四) 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(duì)，設(shè)隊(duì)長一人，排水工班3個班，每

18、班組成：工班長1人，泵站管理各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(jiān)持隊(duì)長、工班長輪流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。(五) 5.2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(diǎn)和操作要領(lǐng)作重點(diǎn)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

19、用在水泵及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)行沖吹，防止淤泥的淤積。針對隧道施工的特點(diǎn)，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(yùn)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(yùn)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。(六) 電力保證措施為保證排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，采用高壓電進(jìn)洞，通過洞內(nèi)變電站降壓后滿足施工要求。1建立洞內(nèi)變電站將高壓電纜進(jìn)洞向前延伸到534+280處和533+130處，在該位置設(shè)置1臺500三相變壓器和一臺315的變壓器，及相應(yīng)的配套設(shè)備。兩個變電站功率為815，可滿足施工需要。根據(jù)供電規(guī)程要求，必須在洞外設(shè)計(jì)安裝高壓供環(huán)網(wǎng)保護(hù)設(shè)備，以確保安全規(guī)劃供電和設(shè)備的正常進(jìn)行。2洞內(nèi)變電站可利用綜合洞室。 3為了防止高壓電突然停電，