某隧道排水专项施工方案

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道 土建工程 MHTJ 15 标 隧道排水施工方案隧道排水施工方案 编制 审核 审批 中铁五局集团有限公司 蒙华铁路 MHTJ 15 标段项目经理部 2016 年 4 月 隧道排水施工方案 1 1 设计依据 设计依据 1 隧道施工设计图纸 2 铁路隧道工程施工质量验收标准 等技术规范 3 隧道水文地质资料 4 铁路双线隧道类似工程的相关施工图 5 已审批的实施性施工组织设计 2 2 工程概况 工程概况 顺坡施工隧道 石家隧道河南省三门峡市卢氏县横涧乡石家 村附近 隧道穿越区地层主要为泥质粉砂岩及白云岩 隧道进口里 程为 DK756 236 出口里程为 DK757 012 隧道全长 776m 双线单 洞 隧道最大埋深约 80m 隧道设单面上坡 坡度为 5 2 白土 坡隧道位于河南省三门峡市卢氏县横涧乡火石坡村 隧道穿越区地 层主要为泥质粉砂岩 局部夹砂质泥岩及泥岩 隧道进口里程为 DK758 340 出口里程为 KD759 849 隧道全长 1509m 单洞双线 隧道最大埋深约 156m 隧道设单面上坡 进口 DK758 340 DK758 900 段 560m 为 5 1 的上坡 DK758 900 DK759 849 段 949m 为 5 4 的上坡 反坡施工隧道 文山寨隧道位于河南省三门峡市卢氏县 隧 道穿越区地层较复杂 主要为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩 砂砾岩 岩屑砂岩 隧道进口里程为 DK750 670 出口里程为 DK751 167 隧 道全长 497m 双线单洞 隧道最大埋深约 87m 隧道设单面上坡加 水平段 DK750 670 DK751 000 段 330m 为 5 39 的上坡 其余为 平坡段 167m 孟家坡隧道位于河南省三门峡市卢氏县横涧乡境内 隧道穿越区地层为黄土 粉砂岩 泥质砂岩 含砾砂岩及白云岩等 隧道进口里程为 DK754 625 出口里程为 DK756 010 全长 1385m 隧道最大埋深约 120m 双线单洞 隧道设单面上坡 进 口 DK755 000 段 375m 为 5 0 的上坡 DK755 000 DK755 950 段 900m 为 5 4 的上坡 DK755 950 DK756 010 段 60m 为 5 2 的上 坡 张家岭隧道位于河南省三门峡市卢氏县横涧乡境内 隧道穿 越区地层主要为泥质粉砂岩夹砂砾岩 隧道进口里程为 DK757 522 72 出口里程为 DK757 816 隧道全长 293 28m 双线单 洞 隧道最大埋深约 69m 隧道设单面上坡 坡度为 6 2 12 1 气象 气象 隧址区域属豫西山地温凉湿润区 山峦重叠 沟壑纵横 地势 较高 气候温凉 年平均气温摄氏 12 6 度左右 最高气温 42 1 最低气温 19 1 最冷月平均气温 0 7 历年平均降水量 647 8mm 年平均降水量为 1011 7mm 降水主要集中在 7 8 9 三个 月 由于受地形和气候带的影响 卢氏县降水量南北差异较大 2 22 2 工程地质工程地质 文山寨隧道隧址区覆盖层主要为第四系上更新统黏质黄土及粗 圆砾土 其下为上第三系雪家沟组泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩 砂砾 岩 岩屑砂岩 孟家坡隧道位于卢氏断陷盆地内 隧址表层覆盖黄土 基岩零 星出露 隧道穿越黄土 粉砂岩 泥质砂岩 含砾砂岩等软岩地层 以及白云岩等可熔岩地层 围岩工程性质较差 局部浅埋 岩体破 碎 石家隧道隧址表层多为黄土覆盖 穿越泥质粉砂岩 砂砾岩 局部夹少量粉砂质泥岩及泥岩 白云岩等 物探揭示隧址区域发育 一断层 与洞身交于 DK756 807 DK756 828 倾向小里程 推测为 张性断裂断层面产状为 340 50 破碎带宽约 30m 40m 张家岭隧道隧址出露基岩为泥质粉砂岩 砂砾岩 局部夹泥岩 泥质粉砂岩岩体产状稳定 表层基岩风化较强烈 节理产状不易量 取 洞身段为弱风化泥质粉砂岩 岩体较完整 产状平缓 进出口 浅埋段差异风化明显 岩体较破碎 白土坡隧道隧址出露地层为泥质粉砂岩夹泥岩 洞身为泥岩 泥质粉砂岩地层中 2 32 3 水文地质 水文地质 文山寨隧道地下水主要为孔隙潜水和基岩裂隙水 大气降水为地 下水主要补给来源 水量总体较小 隧道单位长度最大涌水量为 0 11 m d m 正常涌水量约 34m d 最大涌水量 53 m d 属弱富 水区 孟家坡隧道地表水主要为大气降水 由于黄土地层渗透性较差 大气降水入渗较少 地下水主要为第四系孔隙水 基岩裂隙水和岩 溶水 隧道单位长度最大涌水量小于 0 2 m d m 属弱富水区 石家隧道地表水主要以大气降水为主要补给来源 地下水主要为 基岩裂隙水和可溶岩岩溶水 水量贫乏 隧季节变化较大 水量总 体较小 隧道单位长度最大涌水量为 0 073m d m 正常涌水量约 35 m d 最大涌水量 55 m d 为贫水区 张家岭隧道地下水主要有孔潜隙水和基岩裂隙水及构造裂隙水 水量总体较小 隧道单位长度最大涌水量为 0 13 m d m 对隧道围 岩的富水程度进行评价 为弱富水区 白土坡隧道地表水欠发育 地下水主要为孔潜隙水 根据降雨 入渗法预测隧道单位长度最大涌水量为 0 31m d m 隧道正常涌水 量为 300m d 最大涌水量为 469 m d 属弱富水区 3 3 施工排水方案 施工排水方案 3 13 1 总体施工方案 总体施工方案 隧道施工排水份顺坡排水和反坡排水 根据现场施工情况 石 家隧道和白土坡隧道为顺坡排水 文山寨隧道 孟家坡隧道和张家 岭隧道为反坡排水 所有隧道均属于弱富水区或贫水区 隧道施工 排水可利用排水侧沟自然排水 开挖面至仰拱面间采用机械排水 反坡排水采用分段抽排方式进行排水 施工过程中利用两侧排水沟 根据水量大小每隔一段距离设置集水坑 利用抽水机抽排至主排水 管内 集水坑可采用用钢板焊接成水箱深 水箱大小可根据每个缓 坡带的出水量进行制作 具体排水示意见下图 3 23 2 顺坡排水 顺坡排水 石家隧道和白土坡隧道为顺坡排水 隧道施工顺坡排水可利用排 水侧沟自然排水 开挖面至仰拱面间采用机械排水 具体排水示意 见下图 顺坡排水顺坡排水 3 33 3 反坡排水 反坡排水 文山寨隧道 孟家坡隧道和张家岭隧道为反坡排水 因隧道坡 度较缓 对坡度较缓的隧道反坡道施工排水 适合采用较长距离固 定式集水坑作为泵站 用小集水泵将开挖面的积水抽到最近的集水 坑内 再用大功率的泥浆泵通过排水管道将水排到洞外 如下图 长距离采用的反坡排水方式示意图长距离采用的反坡排水方式示意图 这种方式的优点是所需抽水机较少 需要开挖的集水坑较少 排水泵站较少 缺点是要安装水管较长 抽水机需要跟随坑道的掘 进二次拆迁前移 考虑隧道反坡施工较长以及水泵扬程等因素 每座隧道每 200 米设置集水坑左右幅各一座 实际施工时如遇到涌水量较大时可根 据具体情况加密 泵站之间采用 80mm 排水管长距离输送 前方施 工掌子面积水采用临时集水坑来收集积水 小集水泵用 80mm 消防 软管将积水收集并输送至最近的较大的集水泵站内 对两个固定式 排水泵站之间积水采用洞内两侧排水沟加横沟自然汇集至高程较低 的集水泵站内 由最后一级排水泵站传递至洞外污水处理池 4 4 设备选型配套 设备选型配套 4 14 1 抽水设备型号选型原则 抽水设备型号选型原则 隧道排水主要为隧道渗水 同时需考虑到施工用水 水质除地 下水的本身成分外 主要还有岩石 石屑 泥浆 同时还有喷射混 凝土的回弹物掺杂物 所以除考虑到需排出的水量外 还应考虑到 排水的成分组成 洞内水量是逐段递增 在各级泵站的水泵选型上 应按照排水 能力递增原则自下而上递增选配 各级泵站排水能力应充分配备 并有一定的储备能力 隧道施工后通过对洞内水的成分组成分析 其主要水质除地下 水的本身成分外 主要还有岩石 石屑 泥浆等成分 泥浆泵考虑 选用高效耐磨渣浆泵 隧道内泵站间水量递增较大 为了考虑到在 管理 操作维修上的方便 泵站间高差相近 选用型号相同水泵 只是在设备数量上相应增加 工作面移动水泵 采用移动轻便的水 泵 实际操作根据水量大小在数量上予以增减 4 24 2 需要配用的设备及位置表需要配用的设备及位置表 隧道选用设备一览表隧道选用设备一览表 施工工区涌水量 m d 水泵型号水泵数量备用数量抽水能力 文山寨隧道 53100QJ8 15 3225m d 孟家坡隧道 277200QJ32 26 2 8820m d 张家岭隧道 52100QJ8 15 3225m d 5 5 排水系统 排水系统 5 15 1 管路 管路 根据洞内水量情况 结合选配的抽水设备 隧道出口端采用小 型污水泵 泥浆泵进行给水抽水 因仰拱施工为分段开挖施工 故 左右两侧均应在开挖过程中留给水坑 并及时抽水 避免给水给施 工带来的不利影响 5 25 2 集水坑设置 集水坑设置 集水坑设于洞内两侧 每隔 150m 200m 设置 1 处 同时根据隧 道内出水量情况予以适当加密 临时集水坑的容量按该段 5min 的汇 水量加上施工用水量 每工作面 5 20m3 d 合计确定 也可根据实 际情况进行调整大小 5 35 3 排水供电 排水供电 为确保洞内排水正常进行 不因电路问题导致抽排工作的间断 设置一条专用供电线路 5 45 4 其他 其他 工作面排水采用移动式水泵 管路为 80mm 消防软管 抽排至 就近泵站或临时集水坑内 为确保洞内道路无水干爽 必须修建好两侧排水沟 确保洞内 渗水通过侧沟引入集水坑内 防止在洞内道路上漫流 6 6 管线布置 管线布置 排水管布置 充分考虑隧道洞内所有管线的布置形式 做到合 理布置 安全使用 规范施工 具体管线布置见下图 7 7 污水排放 污水排放 洞内污水抽出后 排至洞口污水沉淀池 经三级沉淀达标后排 出 沉淀池采用过滤窗连接排放 8 8 突泥 涌水事故处理 突泥 涌水事故处理 当施工至软弱破碎 地下水发育段时 需实施超前地质探测预 报 设计有超前地质钻探预报方案时 按设计进行施作 设计无超 前地质预报时 一般采取超长钻眼 钻眼长度 5m 以上 以探知前 方围岩地质情况 根据所钻探的地质情况 及时反馈至工区领导和 排水管 必要时 高压电缆 低压照明线 高压动力线 通风管 隧 道 中 线 高压水管 高压风管 技术室 分析突水 涌泥可能性 若有突泥涌水可能性 有设计则 按设计方案进行处理 若设计无针对性施工方案 立即上报监理部 设计院及业主等 要求设计院设计相应的施工方案 防止突泥涌水 的发生 发生突泥 涌水事故之后 应立即启动工区制定的突泥涌水应 急预案 同时根据流量大小确定引排水方案 尽快排除洞内积水 确保后续处理措施的及早进行 9 9 排水 排水施工管理施工管理 1 配备足够 富裕的抽水设备 保证施工生产安全和工程进度 2 完善各