隧道斜井抽排水方案說明

完美.格式.編輯.15/18目錄1編制依據(jù)12編制原則13工程概況13.1設計概況23.2地質(zhì)情況33.3.工期情況43.4#斜井最大涌水量確定44排水方案44.1一號斜井排水總體方案44.2排水分步方案64.3輔助洞室大小確定84.4抽數(shù)設備配置方案85抽排水電力、管路系統(tǒng)設計95.1排水管路設計95.2排水電力設計106在洞外增加防水、防汛及防山洪措施117各項管理措施127.1組織管理保證127.2安全技術(shù)保障措施128涌水應急139設備管理1410日常保養(yǎng)及維〔修護1511注意事項1512計算書及相關(guān)圖紙17.一號斜井抽排水專項施工方案1編制依據(jù)〔1《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》<TZ204-2008>〔2《給水排水工程快速設計手冊》〔3《鐵路隧道輔助坑道技術(shù)規(guī)范》<TB10109-95>〔4《改建鐵路XX至XX線峨眉至米易段擴能工程施工圖〔EMZQ-9DK356+287.5小相嶺隧道設計圖》〔成昆峨米施隧-26第1～4冊〔5當?shù)氐乃摹庀蠹氨卷椖康牡刭|(zhì)資料〔6業(yè)主對本合同段工程的質(zhì)量和工期要求〔7我公司擁有的科技成果、工法成果、管理水平、現(xiàn)有的技術(shù)裝備力量和多年積累的類似施工經(jīng)驗2編制原則〔1遵循招標文件條款的原則,積極響應招標文件的各項條款及要求?！?在認真、全面理解設計文件的基礎上,使施工技術(shù)先進,施工方案可行,重信譽守合同,堅持"科學組織、合理投入、優(yōu)質(zhì)安全、快速高效、不留后患"的指導思想。〔3嚴格執(zhí)行施工過程中涉及的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)標準?！?貫徹執(zhí)行國家和當?shù)卣姆结樥摺⒆袷胤煞ㄒ?guī)、尊重當?shù)氐拿耧L民俗。〔5重視生態(tài)環(huán)境保護,在施工期間及竣工通車后嚴禁水土流失,不破壞當?shù)丨h(huán)境。3工程概況3.1設計概況〔1工程概況本標段起訖里程：DK345+151.69～DK367+182.79,全長22.031km。主要工程量包括小相嶺隧道<長度21.775km,設一座貫通平導,分進口、出口、一號斜井、二號斜井分別組織施工>。其中一號斜井全長2.425km,斜井中線與平導中線交于PDK350+000,對應左線線路里程DK350+000,斜井最大縱坡10.2%,綜合坡度9.3%,采用無軌雙車道運輸,內(nèi)凈空尺寸為7.5m〔寬×6.2m〔高,斜井與大里程端平面夾角141°45’57''。計劃承擔主隧道6060m〔DK350+000～DK4356+060和平導隧道6060m〔PDK350+000～PDK356+0060施工任務。主隧道和服務隧道線間距為30m,主隧道底板比安全隧道底板低60cm。〔2地表水測區(qū)內(nèi)地表水主要為地表溝水,水塘水及少量水田水,水量隨季節(jié)性變化較大,溝水旱季流量較小,雨季流量較大。受大氣降水補給,以蒸發(fā)及地下徑流等形式排泄?！?地下水地下水較發(fā)育,主要為基巖裂隙水及巖溶水。1基巖裂隙水：主要賦存于砂巖等易富水地層的裂隙中,水量較豐富。2巖溶水：主要指存在等影組白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖的地下水,水量較豐富。根據(jù)DZ-XXL-05鉆孔揭示,穩(wěn)定水位高程在2011.11m,隧道路基線高程約1862m.比路肩高程高約151m.推測水頭壓力約1.51MPa。分析認為,該巖溶段位于巖溶的水平循環(huán)帶。隧道施工可能遇到突水、涌泥。應加強超前地質(zhì)預報及紅外線探水、打超前鉆孔,降低巖溶突水的風險。3.2地質(zhì)情況小相嶺隧道一號斜井屬于XX剝蝕地貌,斜井洞身穿越巖性為侏羅紀系中統(tǒng)〔J2x新村組泥巖、砂巖、頁巖,侏羅系中統(tǒng)益門組<J2y>泥巖、粉砂巖夾長石石英砂巖及泥灰?guī)r,上三疊系白果灣組<T3b>砂巖、頁巖、粉砂巖夾炭質(zhì)頁巖及煤,洞身穿越地段大部分為軟質(zhì)巖及時代古老、受構(gòu)造影響嚴重、破碎的硬質(zhì)巖。地層巖性分述如下：<8-1>粉質(zhì)黏土〔Q4dl+el：黃褐色、灰褐色,硬塑,夾少量碎石角礫,Φ10～50mm,一般厚0～3m,屬Ⅱ級普通土,D組填料。<14-4>泥巖、砂巖、頁巖<J2x>：紫紅、深紫紅色,含粉砂質(zhì),中～中厚層狀長石石英砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖。節(jié)理較發(fā)育。強風化帶<W3>厚2～6m,屬Ⅳ級軟石,C組填料；弱風化帶〔W2屬Ⅳ級軟石,B組填料。下伏益門組假整合接觸。厚545～1023m。<14-5>泥巖、粉砂巖夾長石石英砂巖及泥灰?guī)r<J1y>：該地層分為兩段。上段<J2y2>巖性為紫紅色泥巖、粉砂巖夾砂巖。下段<J2y1>巖性為紫紅、灰綠色薄、中厚層狀砂巖及礫狀灰?guī)r。其底部一套厚3～8m的中粒砂巖與三疊系上統(tǒng)白果灣組<T3b>為分界標志。弱風化帶〔W2,屬Ⅳ級軟石,B組填料。厚142～392m。<14-6>砂巖、頁巖、粉砂巖夾炭質(zhì)頁巖及煤<T3b>：灰色中、厚層狀細、中粒巖屑石英砂巖—粉砂巖—深灰色炭質(zhì)水云母粘土巖—頁巖。底部夾兩層各厚0.25—0.45m的煤層。含大量植物化石碎片。弱風化帶〔W2,屬Ⅳ級軟石,B組填料。厚398～890m。據(jù)資料記載,在1881年6月,越西發(fā)生過震中烈度為Ⅵ級的強震。主要是有新構(gòu)造運動引起的。新構(gòu)造活動帶與老斷裂帶基本一致。3.3.工期情況根據(jù)成昆鐵路峨眉至米易段擴能工程站前工程EMZQ-9標《實施性施工組織設計》,一號斜井計劃于2018年6月16日完成與平導聯(lián)通。3.4一號斜井最大涌水量一號斜井為無軌運輸,井身坡度大,地下水發(fā)育,根據(jù)施組計劃,與平導貫通里程為DK349+650,根據(jù)隧道設計涌水量計算,一號斜井至平導貫通段最大水量見下表。表3-1一號斜井平導與進口段水量統(tǒng)計表序號名稱里程長度最大水量〔m3/d1正洞DK349+900—DK351+040114050112平導PDK349+650—PDK351+646199660743一號斜井X1DK0+000—X1DK2+42524253000合計14085此段施工最大涌水量Q總=14085m3/d,即最大小時流量Q1=14085/24=587m3/h。斜井井身最大小時涌水量Q2=3000÷24=125m3/h。4排水方案4.1一號斜井排水總體方案一號斜井排水的總體思路：一號斜井長度2425m,垂高約226m,斜井井底平導置設固定泵站直接抽排水至洞外；在斜井井身施工期間,考慮斜井涌水水量,在井身施工前期分別設兩級臨時泵站接力式排水至井口外,即掌子面設臨時積水坑→移動泵站〔9m3移動水箱〔1.5m×3m×2m→1#臨時泵站沉淀池→1#臨時泵站→2#臨時泵沉淀池→2#臨時泵站→洞外沉淀池,經(jīng)沉淀達標后排放。在井身施工后期,考慮設置排水泵站級數(shù)增多,出現(xiàn)故障的機率會相應增加,因此離井底100m〔X1DK0+100處設置過渡泵站,過渡泵站主要承擔斜井和正洞固定泵站建成前隧道內(nèi)的排水任務,即掌子面集水坑→過渡固定泵站沉淀池→過渡固定泵站→洞外沉淀池。當平導小里程開挖至PDK349+700里程處時,設置平導固定泵站,該泵站主要承擔斜井、正洞和平導施工隧道內(nèi)的排水任務；即掌子面集水坑→井底固定泵站沉淀池→井底固定泵站→洞外沉淀池。當平導進口至井底段貫通后,固定泵站停止使用,正洞、平導的水全部經(jīng)平導順流至洞外。排水泵站布置見附圖1：4.2排水分步方案〔1掌子面開挖離井口在200m〔X1DK2+225范圍之內(nèi)當掌子面開挖離井口在200m范圍之內(nèi)時,采用多臺高揚程污水泵直接抽排水至洞外沉淀池?！?掌子面開挖離井口在200m〔X1DK2+225到775m〔X1DK1+650范圍之內(nèi)時,當掌子面離井口距離超過200m時,設一移動泵站,掌子面污水泵抽排水至移動泵站,再由移動泵站直接抽排至洞外,隨著開挖面向前掘進,移動泵站隨著掌子面前移；當斜井施工距井口到775m〔X1DK1+650時,在井身右側(cè)邊墻開挖一洞室,設置一號臨時泵站。臨時泵站水泵所需揚程為HB=HSY/ηg=〔72+4÷0.74=102.7m式中HB——水泵所需揚程,；HSY——側(cè)地高度,即吸水井最低水位至排水管出口間的高度差,一般可取HSY=井底與地面標高差+4；ηg——管路效率。當管路在立井中鋪設時,ηg=0.9～0.89；當管路在斜井中鋪設,且傾角>30°時,ηg=0.83～0.8；＝30°～20°時,ηg＝0.8～0.77；＜20°時,ηg＝0.77～0.74〔3掌子面開挖離井口775m〔X1DK1+650到1550m<X1DK0+875>范圍之內(nèi)時掌子面污水泵直接抽排至一號臨時泵站,當開挖距一號臨時泵站200米時再按井口至一號臨時泵站安裝方案安裝移動泵站,當開挖至X1DK0+755里程時,在X1DK0+875處設置2#臨時泵站?！?掌子面開挖離井口1550m<X1DK0+875>到2325m<X1DK0+100>范圍之內(nèi)時掌子面污水泵抽排水至2#臨時泵站,由2#臨時泵站抽排至一號臨時泵站將水抽排至井外。隨著開挖面向前掘進,移動泵站隨著掌子面前移,當開挖至X1DK0+050里程時,在X1DK0+100里程處設置一過渡泵站,由過渡泵站直接抽排水至井口。此泵站水泵所需揚程為HB=HSY/ηg=〔217+4÷0.74=298.6m〔5掌子面開挖離井口2325m<X1DK0+100>到井底朝平導小里程方向300m〔PDK349+650范圍之內(nèi)時掌子面污水泵抽排水至過渡泵站,由過渡泵站抽排至井外。隨著平導開挖面向進口掘進,當平導小里程開挖至PDK349+650里程處時,在平導的左側(cè)邊墻上開挖1個洞室作為平導永久性固定泵站〔正洞路面高程高于平導路面,正洞的水順流至平導。固定泵站距斜井井口的高差為229m,此泵站抽排至洞口需要的揚程為：HB=HSY/ηg=〔229+4÷0.74=314.9m〔6平導小里程方向貫通之前正洞DK349+900～DK356+020段和平導PDK349+650～DK356+090平導段全部為順坡,平導的水直接流至固定泵站集水池內(nèi),但正洞要開展仰拱施工,所以在仰拱施工前方施做臨時集水坑,截斷前面的流水,再安裝3臺污水經(jīng)泵經(jīng)DN150管路抽排至固定泵站集水池內(nèi),最終由固定泵站直接抽排出井外。〔7平導小里程方向貫通之后固定泵站停止使用,平導的水全部經(jīng)平導順流至洞外。正洞仰拱施工前方施做臨時集水坑,截斷前面的流水,再安裝污水經(jīng)泵經(jīng)DN150管路抽排至平導排水溝內(nèi),最終經(jīng)平導順流至洞外。4.3輔助洞室大小確定根據(jù)《TB10109-95鐵路隧道輔助坑道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：斜井、豎井水倉容積宜按泵站10min～15min排水能力設計。〔1臨時泵站設計按最大水量150m3/h測算,臨時泵站水倉應不小于30m3,考慮到與井身倒車、變壓器洞室大小一致,便于施工,臨時泵站斷面設計為6×1.5×5×4.5m〔寬×深×長×高?！?固定泵站及對應沉淀池設計一號斜井正洞、平導與進口平導貫通前設計涌水量為705m3/h,則平固定泵站容積應不小于140m3,考慮停電、電壓不穩(wěn)等影響因素,固定固定泵站水倉容積計劃為180m3。為減少水中雜物對抽水機、排水管路的影響,在固定泵站洞口方向10m的位置設置一處沉淀池。固定泵站和沉淀池水倉斷面分別為9×2×10m、10×2×10m〔寬×深×長。沉淀池與水倉采用50cm厚混凝土隔墻。〔3變壓器洞室設計在每級泵站對面施作1處變壓器洞室,斷面為6×6×4.5m〔寬×長×高。4.4抽數(shù)設備配置方案〔1設備配置原則根據(jù)《TB10109-95鐵路隧道輔助坑道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：1泵站應設有工作和備用的水泵及排水管,其工作泵和排水管的能力,應能在20小時內(nèi)排出隧道24小時的設計涌水量；備用水泵的配備能力不小于工作水泵的總能力；2工作的水泵和排水管路以及備用的水泵和排水管路的總能力應能在20小時內(nèi)排出隧道24小時的最大涌水量〔2不考慮突發(fā)涌水情況下的大功率抽水機的備用問題。抽水設備按照用一備一的原則進行配置,檢修數(shù)量配置由施工單位考慮。〔3抽水設備配置計算過程工作泵與備用泵工作能力等同〔泵站總抽水能力是工作水泵的2倍,則掌子面、臨時泵站、過渡泵站和固定泵站水泵配置能力可按如下方式計算：587×24÷20×2=14088m3/h；則各級泵站抽水設備配置如下：表4-1一號斜井抽水設備配置表序號部位作業(yè)面功率額定流量,揚程數(shù)量變壓器抽水能力備注1斜井斜井掌子面7.5KW100m3/h,30m32移動水箱30KW80m3/h,90m43一號臨時泵站75KW150m3/h,110m2500KVA1臺300m3/h42#臨時泵站75KW150m3/h,110m2500KVA1臺300m3/h5過渡泵站220KW155m3/h,335m2800KVA1臺310m3/h6正洞平導井底固定泵站450KW280m3/h,344m62000KVA2臺1680m3/h7進口掌子面4KW25m3/h,32m48進口仰拱7.5KW100m3/h,30m45抽排水電力、管路系統(tǒng)設計5.1排水管路設計根據(jù)《給水排水工程快速設計手冊》2.3管徑計算d2=4Q/∏/V,最高和最低允許流速：〔1為防止發(fā)生水錘現(xiàn)象,最大流速不超過2.5～3.0m/s?！?當輸送渾水時,為避免管內(nèi)淤積,最小流速應大于0.6m/s。各抽水機排水管徑選擇要求及出水口管徑大小表5-1一號斜井抽水設備配置表序號功率〔KW額定流量〔m3/h管徑選擇〔mm出水口管徑最大最小1751503186315022201557101092003450280730146200決定斜井段排水管路采用4趟φ219mm焊管排水管路,為便于管路檢修和保護抽水設備,每趟排水管每隔400m安裝1個鑄鋼閘閥,每臺抽水機的管路前安裝1個止回閥。正洞期間,隧道進、出口方向各布置1趟159mm排水管路。具體數(shù)量如下：表5-2排水管路材料使用統(tǒng)計表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量合計斜井正洞1排水管φ219mmm132000132002法蘭盤個4400044003高壓墊圈個2200022004鑄鋼閘閥個330335止回閥個4046排水管φ159mmm013000130007法蘭盤個0433643368膠墊個0009高壓墊圈個02168216810鑄鋼閘閥個0333311止回閥個0225.2排水電力設計從進口變電站使用趟10KV高壓網(wǎng)電供一號斜井抽排水用電,井口位置設置4臺500KW柴油發(fā)電機組并聯(lián),1臺2000KVA變壓器作為抽排水備用電源系統(tǒng)。斜井左側(cè)邊墻掛設2趟75m2銅芯高壓電纜為井底抽水變電站供電。抽排水電力布置見附圖2：6在洞外增加防水、防汛及防山洪措施〔1在斜井出口做好排水設施,永臨結(jié)合,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洞。根據(jù)洞口水量情況可適當加大橫溝斷面并在溝頂加蓋鐵篦子,做到排水和行車互不影響。雨季少量的地表水進洞立即啟動排水系統(tǒng)防止隧道積水。〔2對斜井出口附近的水流及地勢情況加以調(diào)查,并對洞口100m范圍以內(nèi)可能對隧道施工造成影響的河道溪流,在雨季加以監(jiān)控,必要時設專人值班,及時掌握汛情,并制定相應的應急預案,在洞外增加防洪措施,儲備必要的防洪物資,在必要時封堵洞口,以防止山洪倒灌進洞。〔3對斜井出口上方的山坡、山谷等地貌情況加以調(diào)查,及時發(fā)現(xiàn)隧道洞口上游山谷及坡頂?shù)姆e水情況,防止在雨季出現(xiàn)堰塞湖及"洞頂湖"等情況,發(fā)現(xiàn)時做到及時疏導排放,以防止發(fā)生山洪突發(fā)危及隧道安全施工。7各項管理措施7.1組織管理保證〔1在排水施工上不僅需要一套完善、合理的排水系統(tǒng),還需在管理上預以加強才能達到預期的效果。為此不僅成立了專業(yè)排水隊,還要制定了相應的管理措施?！?成立了專業(yè)排水隊針對每個隧道工作面的排水情況,成立一個專業(yè)排水隊,每個隊設隊長1人、副隊長1人、設備檢修2人、排水工班2個班,每班組成：工班長1人、泵站管理員2人每站、工作面操作人員3人,合計人數(shù)：16人；〔3建立嚴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、副隊長輪流24h值班制,并制定抽水記錄表進行統(tǒng)一管理,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,匯總問題進行總結(jié)分析。7.2安全技術(shù)保障措施〔1對施工人員進行技術(shù)和操作培訓針對一些技術(shù)特點和操作要領(lǐng)作重點講解并現(xiàn)場示范?！?對用電的排水設備要確保電路安裝的正確,檢查轉(zhuǎn)向是否正確；嚴格按照臨時用電方案作業(yè),嚴格執(zhí)行"三相五線制和三級配電兩級保護"的臨時用電制度,實行"一機"、"一閘""一箱""一漏"?！?各泵站處,揚程均大于100m管路上均配置止回閥,以防發(fā)生水錘現(xiàn)象,造成電泵損壞?！?在集水泵進水口包裹鐵窗紗,同時把水泵<工作面移動式>或進水口施在竹筐內(nèi),可以防止污泥及雜物的進入而發(fā)生堵塞?！?當水位下降超過底座間歇出水時,應立即停機進行檢查,運行一定時間后須進行維護保養(yǎng)。及時地進行保養(yǎng)和維修是確保設備正常運轉(zhuǎn)的必要措施。〔6對隧道內(nèi)的抽水設備要定期進行安全檢查,并派專人負責管理,做到24小時輪流值班,建立嚴格值班管理制度?！?對易損的排水設備及管配件要有必要的儲備和供應上的保障。排水施工不僅需要一套完善、合理的排水系統(tǒng),還需加強管理,才能達到預期的效果。為此,需成立專業(yè)排水作業(yè)隊,同時制定嚴格的值班制度,隧道排水日常工作堅持隊長和副隊長輪流24小時值班,并制定抽水記錄表統(tǒng)一管理,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,保證隧道內(nèi)能持續(xù)抽排水至洞外。8涌水應急為對潛在的隧道涌水事故做出應急準備,在事故發(fā)生時,控制或中斷的進一步事故危害,保護人員安全,同時兼顧財產(chǎn)安全,以最大限度降低事故損失程度。當涌水量大于1120m3/h時,立即啟用斜井段高壓供風管路〔φ219mm和高壓供水管路〔φ159mm,同步再分別增架一趟高壓風水管路,以保持當突然瞬間增大500m3/h涌水時有足夠管路排水。同時根據(jù)現(xiàn)場情況,建立了涌水應急救援指揮領(lǐng)導小組,下設應急救援組,后勤保障組,治安保衛(wèi)組、技術(shù)分析組、善后處理組應急工作,根據(jù)涌水應急預案,需配備如下救援物資：表8-1應急救援物質(zhì)編號材料/設備名稱規(guī)格數(shù)量單位備注1注漿機KBY-50/73臺注漿堵水用2水泥40t注漿堵水用3水玻璃40Be'10t注漿堵水用4應急燈/10個洞內(nèi)每100米一個5對講機/5部井底井口各不少于2個6救生衣/60套作業(yè)面施工人員各一套7救生繩/1000m沿所有路徑掛設8高音喇叭/3個9砂袋30kg100袋編織袋裝河砂,易耗10氧氣袋/20個11擔架/3個12挖、裝、運機械和井身施工共用9設備管理〔1所有機械實行掛牌制,堅持"三定四包",即定人、定機、定崗位；包保管、包使用、包保養(yǎng)、包任務、做到職責分明。〔2機械操作人員,必須認真如實填寫《設備運轉(zhuǎn)記錄日報表》,統(tǒng)一考核機械的良好率和使用率。〔3操作人員要做到班前檢查機況,班后擦拭機體,使設備外觀整潔,達到"三無"和"四不漏"〔即無污垢、無銹蝕、無碰傷、不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電?！?操作人員要嚴格按照本機說明書要求,按質(zhì)、按量、按時加油,按時換油,保證油、水、氣路暢通,保證設備經(jīng)常處于良好狀態(tài)下運行?！?機械操作人員要做到"三懂、四會"〔懂原理、懂構(gòu)造、懂性能；會使用、會保養(yǎng)、會檢查、會排除故障,從而達到正確使用機械,按規(guī)定保養(yǎng),嚴格按安全技術(shù)操作規(guī)程精心操作?！?機械操作人員認真填寫交接班記錄,消耗記錄,力求準確齊全?！?機械操作人員有權(quán)拒絕有礙于機械安全運轉(zhuǎn)的施工安排,確保安全生產(chǎn)。10日常保養(yǎng)及維〔修護〔1機械保修工作必須堅持"養(yǎng)修并重,預防為主"的原則,做到定期保養(yǎng),計劃維修,保證機械處于完好可控狀態(tài)。〔2維修人員應按規(guī)定的作業(yè)內(nèi)容認真完成機械的例行保養(yǎng)和一級保養(yǎng)。1例行保養(yǎng)內(nèi)容：清潔、緊固、調(diào)整、潤滑、防腐,注重機械在每班作業(yè)前后及運