某隧道排水专项施工方案

1、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 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、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、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 7

2、76m，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+900DK759+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

3、 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+000DK755+950

4、段 900m为 5.4 的上坡， DK755+950DK756+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。 2.1 、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

5、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。 2.2 、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 DK75

6、6+807DK756+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 30m40m。 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。 2.3 、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 m3/d.m ，正常涌水量约 34m3

7、/d ，最大涌水量 53 m3/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 3/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 0.073m3/d.m ，正常涌水量约 35m3/d ， 最大涌水量 55m3/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

8、.13 m3/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 0.31m3 /d.m ，隧道正常涌水量 为 300m3 /d ，最大涌水量为 469m3/d ，属弱富水区。 3、施工排水方案 3.1 、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

9、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。 3.2 、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 3.3 、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

10、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 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

11、最后一级排水泵站传递至洞外污水处理池。 4、设备选型配套 4.1 、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

12、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。 4.2 需要配用的设备及位置表 隧道选用设备一览表 施工工区 涌水量（ m3/d ） 水泵型号 水泵数量 备用数量 抽水能力 文山寨隧道 53 100QJ8-15/3 2 2 5m3/d 孟家坡隧道 277 200QJ32-26/2 8 8 20m3/d 张家岭隧道 52 100QJ8-15/3 2 2 5m3/d 5、排水系统 5.1 、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

13、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。 5.2 、集水坑设置 集水坑设于洞内两侧，每隔 150m200m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 际情况进行调整大小。 5-20m3/d）合计确定，也可根据实 5.3 、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。 5.4 、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

14、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、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： 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、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、排水施工管理 (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) 完善各种排水机械设备的安全操作规程和维护保养