隧道反坡排水、施工通風專項施工方案

PAGEPAGE19城關(guān)隧道反坡排水、施工通風專項施工方案一、隧道工程概況城關(guān)隧道，起訖里程為DK62+905～DK70+211，隧道全長7306m。隧道DK64+913.87～DK68+631.90段3718.03m位于右偏曲線上，縱坡為單面上坡，進口段坡度3.0％，出口段坡度9.408％，變坡里程DK65+900。隧道圍巖分級，Ⅱ級圍巖5865延米，占整個隧道80.28%，Ⅲ級圍巖895延米，占整個隧道12.25%，Ⅳ級圍巖385延米，占整個隧道5.27%，Ⅴ級圍巖161延米，占整個隧道2.20%。隧道內(nèi)設(shè)置雙側(cè)救援通道、雙側(cè)電纜槽，隧道進、出口洞口段設(shè)置有碴軌道，洞身段設(shè)置無碴軌道。隧道設(shè)置單車道斜井一座，斜井位于線路前進方向左側(cè)，與左線線路中線相交于DK65+904處，與線路小里程方向夾角為45°。XDK0+000～XDK0+089為平坡段，長89m，坡度2%，XDK0+089～XDK0+395為爬坡段，長306m，坡度9.22%，斜井凈寬7.5m，凈高隧址位于剝蝕中低山區(qū)，地形起伏較大，自然坡度20～50°，相對高差100～900m。植被較發(fā)育，山間多沖溝，隧道多處下穿山間谷地，谷地地勢較平坦，多辟為農(nóng)田、村莊，地表發(fā)育徑流，水量不大。隧道最大埋深351m，谷地淺埋段洞頂最小埋深24m。隧址地區(qū)地處沿海內(nèi)陸山區(qū)，閩江上游，為中亞熱帶季風氣候類型。氣候溫暖濕潤，四季分明，雨量充沛。夏半年多東風炎熱多雨，冬半年多東北風寒冷干燥。本地區(qū)洪水一般發(fā)生在4～7月，尤以6月為甚，約占50%以上。一般臺風影響不顯著。年平均氣溫18.8—19.6℃之間，極端最低氣溫為-7.1℃，最高為41.4℃，年平均風速0.7m/s，定時最大風速為12m/s，年平均降雨量1678.8mm。隧址區(qū)地表水主要為山間、谷地溪流，局部溝谷開闊處匯成小河，沖溝、水系發(fā)育，呈樹枝狀分布，流量受大氣降雨影響較大。隧道在DK65+280～DK66+304段埋深較淺，隧道下穿山間谷地溪流，地表徑流發(fā)育。地下水類型有第四系與全風化孔隙水、基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水，地下水徑流途徑較短，受大氣降水補給，向低洼處排泄。二、施工排水方案城關(guān)隧道縱坡為單面上坡，進口施工長度約1631m，為順坡排水；出口為反坡施工，出口施工長度約2456m，抽水高差23m；斜井施工長度約3219m，往大里程段1855m為順坡施工，往小里程段1364m為反坡施工，抽水高差5m；斜井395m，抽水高差30m；城關(guān)隧道反坡施工總長度4215m，隧道預測最大涌水量為3922m31、反坡排水方案隧道反坡排水的特點，反坡施工即向洞內(nèi)施工前進方向為下坡，洞內(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械設(shè)備及施工人員的安全，影響正常的施工生產(chǎn)。施工反坡排水，采用固定泵站與移動泵站相結(jié)合的排水方案。開挖集水井，采用機械排水，設(shè)置多級泵站接力排水。集水井排水方式，臨時集水井隨開挖面移動而不斷變動位置，固定式集水井在開挖后每200m工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近臨時集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲（涌）水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然匯集到臨時集水坑內(nèi)，由排水泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上一級固定排水泵站內(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30min涌水量設(shè)計，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。固定泵站工作水泵按使用1臺，備用1臺，檢修1臺配備，針對隧道涌水量大時要適當增加工作水泵；同時為防止突水，設(shè)置利用高壓風管作為1套應急排水系統(tǒng)。反坡抽水示意圖如下：2、設(shè)備選型配套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。固定式集水井水泵采用MD280-43×6離心泵，移動泵站水泵采用100QW70-22-11潛水排污泵。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。3、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，正常施工排水采用2套管路，均為無縫鋼管（一套檢修備用，一套日常使用）；1套為Φ80mm消防軟管（工作面上移動積水）。（2）集水坑設(shè)置固定集水坑設(shè)于洞內(nèi)左側(cè)，每隔200m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確定，一般集水坑尺寸為：2.0m（長）*1m（寬）*1.5m（深），容量3m3（3）排水供電為確保洞內(nèi)排水正常進行，不因電路問題導致抽排工作的間斷，設(shè)置供電線路，電源電壓為380V。（4）其他工作面排水采用移動式水泵，管路為Φ80mm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，必須修建好一側(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。4、反坡隧道排水靈活處理的要點在隧道單側(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，同時水泵的揚程要參考隧道的坡度和起始點的高差，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，并在溝頂加蓋鐵板，做到排水和行車互不影響，6、各項保證措施（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，才能達到預期的效果。為此不僅成立了專業(yè)排水組，設(shè)組長一人，設(shè)備檢修2人，還制定嚴格的值班制度，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。（2）安全技術(shù)保障措施對施工技術(shù)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)置接地裝置及標志，要嚴格按照安全用電方案辦理，做到一機一閘一漏。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，一旦在進水口處產(chǎn)生淤積將導致堵泵。為此，需要對坑內(nèi)污水進行攪合，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進水口處進行沖攪，同時利用高壓風進行沖吹，防止淤泥的淤積。針對隧道施工的特點，施工人員對隧道內(nèi)排水溝及集水坑內(nèi)污泥雜物要及時進行清理，對管路要定期檢查維修，定期用清水進行沖洗。在集水泵進水口包裹鐵窗紗，同時把水泵或進水口放在竹筐內(nèi)，可以防止污泥及雜物進入而發(fā)生堵塞。當水位下降超過底座，間隙出水時，應立即停機檢查，運行一段時間后，須進行維護保養(yǎng)。及時地進行保養(yǎng)和維修確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的必要措施。對隧道內(nèi)的抽水設(shè)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上的保障。（3）應急預案由于隧道施工可能出現(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套設(shè)備和管路作為應急措施。管路利用高壓進水管路，即在每個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，即把進水閘閥關(guān)閉，截斷高壓供水，打開排水閥進行應急抽排，在特殊情況下，洞內(nèi)高壓風管也可以改造利用上作為排水管道。針對隧道反坡施工排水的困難的特點，對隧道內(nèi)突發(fā)涌水事故，抽水設(shè)備損害，水位突然升高，建立必要的逃生系統(tǒng)，在掌子面及隧道內(nèi)設(shè)置應急燈，在隧道內(nèi)作業(yè)區(qū)放置救生衣，并保持隧道內(nèi)通信暢通，發(fā)生突發(fā)事故后及時上報項目部應急預案領(lǐng)導小組，啟動突發(fā)事件的應急預案。三、隧道施工環(huán)境標準1、粉塵濃度：每立方米空氣含有10％以上的游離二氧化硅的粉塵不得大于2mg，每立方米空氣含有10％以下的游離二氧化硅的礦物性粉塵不得大于4mg。2、一氧化碳最高容許濃度為30mg/m3，二氧化碳按體積計不得大于0.5％，氮氧化合物（換算成NO2）濃度為5mg/m3以下。3、隧道內(nèi)氣溫不得高于28℃4、隧道內(nèi)噪聲不得大于90Db。5、洞內(nèi)風量要求：每人供應新鮮空氣不應少于3m3/min，采用內(nèi)燃機作業(yè)時，供風量不小于3四、施工通風方法隧道各口施工通風采用壓入式通風，風機設(shè)在洞口外不小于10m處，洞風風筒口距作業(yè)面不大于15施工作業(yè)區(qū)段長度，斜井口，斜井395m，大里程端1851m，小里程端1368m，進口1631m，出口2456m。各施工口施工供風采用2×110KW通風機，在斜井洞口配2臺風機，在進口配1臺風機，在出口配1臺風機。通風管為直徑1.5m的軟管，斜井風管布置在斜井洞頂中線附近左右側(cè)，風筒底部離路面高度4.4m。在主洞風筒掛在邊墻一側(cè)，風筒底部離路面高度4.5m。風管在噴護面段采用錨桿、在二襯段采用膨脹長螺栓鉚接在砼中，間距5m，在錨桿或長螺栓頭用￠8鋼絲繩做吊掛線。隧道斜井與正洞相交處覆蓋層較薄，斜井進入正洞施工后，為改善洞內(nèi)通風條件，計劃在洞頂鉆三個φ200mm的通風孔，利用洞內(nèi)外高差形成的自然風壓通風，以改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，降低通風成本。壓入式通風示意圖斜井主洞交叉處通風布置圖五、通風設(shè)備配置施工通風設(shè)備表作業(yè)區(qū)段名稱型號功率（Kw）風量（m3/h）風壓（Pa）數(shù)量產(chǎn)地斜井口變極多速對旋通風機SDDY-ⅢNO12.52×110/40/2060000/110000/800006000/2650/11602臺咸陽進口變極多速對旋通風機SDDY-ⅢNO12.52×110/40/2060000/110000/800006000/2650/11601臺咸陽出口變極多速對旋通風機SDDY-ⅢNO12.52×110/40/2060000/110000/800006000/2650/11601臺咸陽各口通風管軟風管φ1.六、通風管理施工通風管理水平的高低是影響通風質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。以往不少隧道施工通風不好，除了通風系統(tǒng)布局不合理、風機風管不匹配等技術(shù)原因外，主要問題是通風管理不善，管道通風阻力大，開挖工作面得不到足夠的新鮮風流，沿途污濁空氣不能及時排出洞外。1、以“合理布局，優(yōu)化匹配，防漏降阻，嚴格管理、確保效果”二十字方針，作為施工通風管理的指導原則，強化通風管理。2、建立以崗位責任制和獎懲制為核心的通風管理制度和組建專業(yè)通風班組，通風班組全面負責風機、風管的安裝、管理、檢查和維修，發(fā)現(xiàn)風管破損及時粘補。嚴格接照通風管理規(guī)程及操作細則組織實施，項目部定期根據(jù)通風質(zhì)量給通風班組兌現(xiàn)獎懲辦法。3、防漏降阻措施⑴以長代短：風管節(jié)長由以往的20～30m加長至50～100m，減少接頭數(shù)量，即減少漏風量。⑵以大代小：在凈空允許的條件下，盡量采用大直徑風管。⑶截彎取直：風管安裝前，先按5m間距埋設(shè)吊掛錨桿，并在桿上標出吊線位置，再將φ8mm鋼絲繩吊掛線拉直拉緊并焊固在錨桿上，爾后在吊掛線上掛風管。這樣可使風管安裝到達平、直、穩(wěn)、緊，不彎曲、無褶皺，減少通風阻力。4隧道施工防塵采取綜合治理的方案，為控制粉塵的產(chǎn)生，鉆眼作業(yè)必須采用濕式鑿巖，鑿巖機在鉆眼時，必須先送水后送風。5、風管必須有出廠合格證，使用前進行外觀檢查，保證無損壞，粘結(jié)縫牢固平順，接頭完好嚴密。保證百米漏風率和磨擦阻力小，有效風量力大，具有足夠的強度。6、風管掛設(shè)要平、順、直。風筒與風筒之間采用拉鏈連接，風管吊掛采用φ8鋼絲繩，鋼絲繩采用φ12膨脹螺栓固定在隧道頂部，桿長11cm，錨固長度不小于7cm，間距為3.0m。鋼筋拉線用緊線器張進。7、風管吊掛要平直，拉緊吊穩(wěn)，避免出現(xiàn)褶皺增加局部阻力，在與橫洞交接處宜避免死彎。8、風管安裝高度不得遮擋監(jiān)控量測水平測線，并保證洞內(nèi)有足夠的凈空高度，避免發(fā)生過往車輛和機械刮破風管影響施工。9、為克服長期使用風管疲勞造成的長度延伸、撓度增大、每月進行一次檢查，每300m為一個檢查調(diào)整段，風管拉緊后去除多余部分，增設(shè)鋼圈接頭，捆綁牢固。10、使用PVC拉鏈風管，必須注意風管方向，內(nèi)反邊保持同風向一致。風管出口距工作面齊頭距離保持15m左右11、對于輕微破損的風管，采用快干膠水黏貼的方法修補，對于嚴重破損的風管，及時更換。12、粘補風管的方法，視破損情況確定，破損口小于15cm時，直接粘補；破損口大于15cm時，現(xiàn)將破口縫合后再進行粘補，粘補面積應大于破損面積30～40%。粘補后10分鐘不得送風。13、因洞內(nèi)滲水和溫度變化的影響，風管內(nèi)會積水，每月應排一次水，減小風管承載和阻力。14、通風機架設(shè)在距洞口大于10m，以保證洞內(nèi)污染空氣循環(huán)進入洞內(nèi)。前后5m七、洞內(nèi)三管兩線隧道工程洞內(nèi)管線主要分為高壓風管、高壓水管、排水管和動力線和照明線，這些隧道洞內(nèi)管線稱隧道工程“三管兩線”，另外還有通風管。八、高壓風管安裝及要求1、高壓風管采用φ150～φ200mm鋼管，使用L50×50角鋼支架進行支撐，支架每6m設(shè)置一處，支架用φ14膨脹螺栓固定于襯砌邊墻上，桿長11cm，嵌入混凝土不少于7cm。未襯砌地段長度適當加長，高度距水溝蓋板頂面12、在安裝前應對鋼管進行檢查，有裂紋、創(chuàng)傷、凹陷等現(xiàn)象時不得使用，管內(nèi)不得保留有殘余物。3、管道敷設(shè)要求平順、接頭密封、防止漏風。每200m應裝一處閘閥，閘閥安裝前應拆開清洗，閘門應進行水壓強度試驗，合格后方可使用。4、在洞外地段，當風管長度大于500m、溫度變化較大時應安裝伸縮器；靠近空壓機150m以內(nèi)，風管的法蘭盤接頭宜用耐熱材料制成墊片。5、在總輸出管道上，必須安裝總閘閥，以便控制和維修管道，主管道上每300～500m應分裝閘閥，按施工要求在適當?shù)囟渭釉O(shè)三通接頭和50mm閘閥各一個備用。風管前端至開挖面的距離宜保持在30m左右，并用高壓軟管接分風器。，分部開挖法通往各工作面的軟管長度不宜大于50m，于分風器連接的膠皮軟管長度不宜大于10～15m。6、主管道長度大于1000m時，應在管道最低處設(shè)置油水分離器，定期放出管中聚集的油水，以保持管內(nèi)清潔和干燥。7、管道使用應有專人負責檢查、養(yǎng)護。九、高壓水管、排水管安裝及要求1、高壓水管、排水管采用φ100～φ150mm鋼管，使用L=50×50角鋼支架進行支撐，支架每6m設(shè)置一處。支架使用φ2、在安裝前應進行檢查，有裂紋、創(chuàng)傷、凹陷等現(xiàn)象時不得使用。管內(nèi)不得有殘余物，以防堵塞管道。管道敷設(shè)要平順、直、彎頭少、線路短，干管管徑要求一致，接頭嚴密不漏水。3、干管管道每300～500m安裝閘閥一個，以便控制和維修管道。4、水管管路和高壓風管安裝在同側(cè)，在電線路的異側(cè)，不妨礙運輸及行人，并設(shè)專人負責檢查養(yǎng)護。5、管道前端至開挖面一般保持距離為30m，用直徑50mm高壓軟管接分水器，中間預留的異經(jīng)三通，至其他工作面供水使用軟管的長度不宜超過50m。十、洞內(nèi)供電線路隧道供電線路，采用三相五線制，供電電壓為380/220V。洞內(nèi)照明電壓：作業(yè)地段不大于36V，成洞地段可用220V。隧道內(nèi)的動力線路和照明線路安裝在同一側(cè)與風水管相對，分層架設(shè)，高壓在上，低壓在下，400V以下距水溝蓋板頂面高度2.5普通電力線和高壓電纜橫擔每隔10m安設(shè)一個。每個橫擔采用4個φ12膨脹螺栓錨固，錨固長度不小于7cm，瓷瓶間距不小于15cm，與橫擔間采用φ18螺栓固定，瓷瓶與角鋼橫擔之間盡可能墊一層薄橡膠皮，以防固緊螺栓時壓碎瓷瓶。動力干線上的每一分支線，必須裝設(shè)開關(guān)及保險裝置，同時做到“一機一閘一漏一保護”。嚴禁在動力線路上加掛照明設(shè)施。十一、通風管安裝及要求1、風管必須有出廠合格證，使用前進行外觀檢查，保證無損壞，粘結(jié)縫牢固平順，接頭完好嚴密。保證百米漏風率和磨擦阻力小，有效風量力大，具有足夠的強度。2、風管掛設(shè)要平、順、直。風筒與風筒之間采用拉鏈連接，風管吊掛采用φ8鋼絲繩，鋼絲繩采用φ12膨脹螺栓固定在隧道頂部，桿長11cm，錨固長度不小于7cm，間距為3.0m。鋼筋拉線用緊線器張進。3、風管吊掛要平直，拉緊吊穩(wěn)，避免出現(xiàn)褶皺增加局部阻力，在與橫洞交接處宜避免死彎。4、風管安裝高度不得遮擋監(jiān)控量測水平測線，并保證洞內(nèi)有足夠的凈空高度，避免發(fā)生過往車輛和機械刮破風管影響施工。5、為克服長期使用風管疲勞造成的長度延伸、撓度增大、每月進行一次檢查，每300m為一個檢查調(diào)整段，風管拉緊后去除多余部分，增設(shè)鋼圈接頭，捆綁牢固。6、使用PVC拉鏈風管，必須注意風管方向，內(nèi)反邊保持同風向一致。風管出口距工作面齊頭距離保持15～30m。7、對于輕微破損的風管，采用快干膠水黏貼的方法修補，對于嚴重破損的風管，及時更換。8、粘補風管的方法，視破損情況確定，破損口小于15cm時，直接粘補；破損口大于15cm時，現(xiàn)將破口縫合后再進行粘補，粘補面積應大于破損面積30～40%。粘補后10分鐘不得送風。9、因洞內(nèi)滲水和溫度變化的影響，風管內(nèi)會積水，每月應排一次水，減小風管承載和阻力。10、通風機架設(shè)在距洞口大于30m，以保證洞內(nèi)污染空氣循環(huán)進入洞內(nèi)。前后5m范圍內(nèi)不得堆放雜物，通風機進氣口應設(shè)置貼罩，并裝有保險裝置，當發(fā)生故障時應能自動停機。十二、管線布