隧道反坡排水方案

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业将军山隧道反坡排水专项施工方案将军山隧道反坡排水专项施工方案一、编制说明一、编制说明1.1 编制依据1、新建铁路成贵线站前工程施工图隧道设计施工图；2、 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 （TZ231-2007） ； 3、高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010241 号）； 4、铁路隧道工程安全技术规程（TB10304-2009）。1.2 编制原则1、隧道涌水的处理应贯彻预防为主的原则。2、反坡段施工排水应以设计图纸为依据，尊重现场实际情况，超前规划、统筹全局，合理安排现场施工方案，与实际不符时及时给予优化，随现场实际情况调整施工方案，实现施工动

2、态管理。3、隧道施工防排水工作应按防、截、排、堵相结合的综合治水原则。4、结合将军山隧道的施工特点，本方案重点在反坡段排水上面。二、工程概况二、工程概况 将军山隧道起讫里程 D1K388+293D1K390+325，全长 2032m，为双线隧道，全隧为19.3的单面上坡。进口区段 1132m 顺坡施工，出口区段 900m 为反坡施工。隧道通过地区剥蚀、溶蚀低山缓坡，为左高右低的缓坡地形，地面高程为15001540m，隧道进出口穿越部位相对高差 2040m 左右，出口为沟槽斜坡，自然坡度3040 度，少许灌木，出口为缓坡旱地。将军山隧道正常出水量为 3725m3/d，最大出水量7449m3/d。

3、隧道洞身段衬砌均按新奥法原理设计，初期支护采用喷、锚、网、钢拱架（格栅）支护，二次衬砌采用复合式衬砌，并视地层、地质条件增加长管棚、超前小导管等预加固措施，洞内支护衬砌结构均采用复合式衬砌。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业三、反坡段排水方案三、反坡段排水方案由于反坡隧道，各种作业之间相互干扰大，这不仅对运输和通风提出新的要求，而且在富水区排水的难度也将加大，如何处理这些问题，保证施工安全和进度，是隧道反坡段施工的重点和难点。反坡段施工应以设计图纸为依据，尊重现场实际情况，超前规划、统筹全局，合理安排现场施工方案，与实际不符时及时给予优化，随现场实际情况调整施工方案，实现施工动态管理。

4、为此，根据在隧道的施工中总结的经验，综合考虑施工环境及施工条件的影响，制定如下方案，以保证安全生产。3.1 隧道反坡排水的特点隧道反坡排水的特点反坡施工即向洞内施工前进方向为下坡，洞内水向工作面汇集，需要及时抽排，以防止施工掌子面水积聚过深，影响隧道围岩的稳定和危及隧道施工的机械设备及施工人员的安全，影响正常的施工生产。3.2 总体方案总体方案反坡排水，需采用机械排水，设置多级泵站接力排水，工作面积水采用移动式潜水泵抽至就近泵站或临时集水坑内，其余已施工地段隧道渗（涌）水经隧道内侧沟自然汇集到临时集水坑内或泵站水池内，由固定排水泵站将积水经排水管路抽排至上一级排水泵站内，如此由固定式排水泵站接

5、力将洞内积水抽排至洞外，经污水处理池处理后排放，固定式排水泵站水仓容量按 10min 涌水量设计，并考虑施工和清淤方便综合确定；临时集水坑根据汇水段汇水量大小确定。工作水泵按使用 1 台，备用 1 台，检修 1 台配备，针对隧道涌水量大时要适当增加工作水泵。3.3 主要的排水系统方式的选定主要的排水系统方式的选定洞内反坡排水方式有很多种，根据将军山隧道的坡度、水量和设备情况，集水坑接力式精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业反坡排水和长距离集水坑（水仓）排水法适合该隧道。3.3.1 集水坑接力式反坡排水对坡度较大隧道施工对排水电机扬程要求相对较高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧道施工过

6、程中分段开挖反坡排水沟，在每一段的终点开挖集水坑，设抽水机一台，把积水抽至最后一段反坡，最后一个抽水机将积水排除洞外，采用接力的方式将水抽至洞外的污水沉淀处理池。如下图 1 所示： LLis水泵水泵水泵ikik图 1 小集水坑排水示意图集水坑间距离 Lk（米）用下式计算：Lk=hk /（is+ik）式中 hk反坡水沟开挖最大深度，一般不超过 0.7 米；is线路坡度；ik水沟底坡度，不小于 2。计算可知 Lk= hk /（is+ik）=0.7/(0.0193+0.002)=32.86m，则将军山隧道反坡段900m，理论需至少设置 27 个小集水坑。而实际施工现场计划采用扬程 150 米的水泵，

7、因此按照 90 米设置一道集水井共设置 10 道，能满足现场排水要求。3.3.2 长距离集水坑（水仓）排水隔开较长距离开挖集水坑（水仓） ，设置泵站，开挖掌子面的积水设置临时集水坑汇水精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业用临时水泵抽到最近的积水坑（水仓） ，再由水仓经主抽水机排到洞外，如图 2 所示。图 2 长距离集水坑排水示意图这种排水方法的优点是所需抽水机数量较少、固定，利于检查和维修，缺点是要安装较长的排水管，增加工时，且掌子面临时抽水机需要随掌子面的掘进而拆迁前进。在隧道较长、坡度较大、涌水量较大时采用。集水坑排水一般分为两个阶段。第一阶段为初始阶段，在没有形成下一个固定的水仓和

8、泵站前的排水，第二阶段为形成固定的水仓和泵站后的排水。第一阶段，在未形成下一个固定水仓、泵站前的排水。此阶段排水比较困难，特别是在坡度大、涌水量大的情况下，如何组织这个阶段的排水工作，将直接影响到前方掌子面的施工安全及施工进度。第一阶段主要采用临时水泵和临时排水管。临时排水管数量应根据设计最大涌水量及现场的实际情况决定，并配以临时水泵随掌子面移动。水管和水泵与掌子面应保持 5070的距离，保证掌子面在突发涌水的时候积水线不超过掌子面后退 50m 的距离；同时在掌子面爆破时也可以减少对水管和水泵的损坏。如果洞口或变坡点到水泵之间的裂隙水或散水较大，且距离过长，则需要挖出临时水沟，设置一个小型的临

9、时集水坑，把水引流汇集到临时集水坑，在临时集水坑安装水泵，把水由临时集水坑的水泵抽到洞口或顺坡水沟，尽量减少流到前方施工掌子面的水量；同时掌子面的水也可抽到临时积水坑，从临时集水坑统一抽到洞口或顺坡水沟。为方便施工与引流，临时排水管应与临时水沟应设在同一侧。第二阶段为形成固定水仓和泵站之后的排水。此阶段的排水可以分为两个过程：第一个过程为施工掌子面到水仓泵站的排水，第二个过程为泵站到上一个泵站、洞口或顺坡水沟的精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业排水。第一个过程的排水与未形成固定的水仓和泵站前的排水方法相同。第二个过程就是水仓泵站建成以后，具有一定的积水能力。把掌子面的积水抽到固定的水仓

10、，后方的散水和裂隙水也可经水沟引流到水仓，当水仓的容量达到安全警戒线时，再由水泵经正式排水管排到洞口或顺坡水沟。正式排水管应根据现场的实际情况安装，要满足排水的要求且不能影响正常的施工及运输，最好设在临时排水管的对面，与掌子面有一定的距离后即可进行安装，等到水仓和泵站形成后，立刻进行水泵的安装、与排水管连接，形成排水能力。所有的正常使用、备用、检修水泵要配备相应的独立管路。正式排水管必须连接牢固，避免漏水。考虑到排水管所受的自重及水的压力和重力，正式排水管应尽量使用钢管，每节钢管下设置基座，用焊接的方法连接牢固，排水管坡度应和隧道的施工坡度相同。正式排水管的数量根据设计最大涌水量及实际的情况进

11、行安装，各级泵站之间呈递减形式，即离洞口或顺坡水沟最近的泵站配置的排水管最多，最远的最少。当固定水仓和泵站形成工作能力后，临时排水管及临时水泵可以拆除，随着掌子面前移。第二阶段的排水流程为：临时排水管或临时积水坑将水排到固定水仓，再由固定水仓将水抽到上一个固定水仓，如此接力，最终将水排到洞口污水处理池，达到排水目的。经过对两个方案的优缺点进行分析比选，决定将军山隧道反坡排水采用长距离集水坑（水仓）排水法。3.4 水仓及泵站的修建水仓及泵站的修建3.4.1 水泵的配置水泵的型号选择，应根据工艺流程、排水要求（最大涌水量）从多个方面加以考虑：最大涌水量、液体性质、扬程、管路布置、操作运转等。将军山

12、隧道出口反坡排水区中心泵站排水能力按照设计最大涌水量的 1.2 倍考虑，备用泵站按照主泵排水能力的 50%配置。最大涌水量是选择水泵型号的重要数据之一，根据最大涌水量选择水泵的功率，水泵的精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业功率将直接影响到整个排水系统的排水能力。选择时以最大设计涌水量为依据，同时考虑到特殊情况和突发情况，为最大设计涌水量选择一个合适的安全系数，一般抽水机的功率应大于排水量所需功率 20%以上，并有备用抽水机。Q计算流量=74491.2（2460）10=62.1 m3/h所以选用上海蓝升泵业出产的 300WQ800-20-90 型潜污泵，抽水量为 800m3/h，扬程为2

13、0m,功率 75KW，需要 3 台（临时水仓，固定水仓各一台，备用一台） ，小水泵 2 台移动临时排水（备用一台） ，备用 1 台，检修用 1 台，共 6 台。3.4.2 水仓的修建 水仓平面位置的选择由于将军山隧道全隧都采取反坡排水，其高差为：高差计算 H=9007.5=17.28m选用上海蓝升泵业出产的 300WQ800-20-90 型潜污泵，扬程为 20m，20m17.28m，将军山隧道只需设置一个水仓即可满足施工需要。水仓的设置位置不能影响正常的施工，同时也要保证施工时不会造成水仓和泵站内的配置及配电装置的损坏，选择将水仓设置在距离隧道洞口 600m 处的隧道中部能够满足施工需求。 水

14、仓几何尺寸的确定根据隧道最大涌水情况下 10 分钟水仓的蓄水量大小，选择水仓的几何尺寸，设计最大涌水量为 7669m3/d，则水仓 10 分钟水畜水量为 27.49,设置一个（10m 长2.5m 宽3m2.5m 深)容积 62.5m的水仓满足排水需要。根据计算及对施工现场分析将军山隧道在距离隧道洞口处设置一个（10m 长2m 宽2.5m 深)的水仓。 掌子面临时集水坑的设置根据现场水量情况用挖机在隧道左侧挖开满足汇水要求容积的临时水坑，用塑料布铺设坑底及坑壁防止坑内水渗漏入地基。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业水仓设置如下图所示 施工排水纵向布置示意图3.4.3 排水管路根据洞内水量

15、情况，结合选配的抽水设备，正常施工排水采用 3 套管路（可根据隧道施工后洞内涌水情况增加管路）：2 套为 300mm 管材均为无缝钢管（一套检修备用，一套日常使用）2 套管路均随着掌子面跟进；1 套为 80mm 消防软管（工作面上移动积水） 。工作掌子面排水采用移动式水泵，管路为 80mm 消防软管，抽排至临时集水坑内。具体布置见管道平面布置图:水仓临时水坑临时水泵水泵洞外排水沟排水管备用排水管洞口洞内排水管道示意图将排水管固定在隧道左侧边墙上排水管排水管立面布置图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业将军山隧道排水设备表隧道名称设计涌水量（m3/d）泵站位置水泵型号水泵数量备用数量维修数

16、量抽水能力（m3/h）扬程固定水管直径（mm）移动管路直径（mm）D3K400+628300WQ800-20-9021180020300将军山隧道7449掌子面50QW15-15-1.511151580精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.5 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。由于水泵功率较大，新用电源电压为 380V，所以泵站用电引入 380V 稳定电源。排水中心泵站必须安装电表。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。（1）供电系统与隧道瓦斯监控系统联锁控制根据

17、相关规定，瓦斯隧道施工洞内供电必须做到“三专” 、 “两闭锁”即：专用变压器，专用开关，专用供电线路，瓦斯浓度超标时与供电的闭锁及压入式通风的风机与洞内供电的闭锁。因此，高瓦斯工区和瓦斯突出工区内的主通风机、局部通风机、射流风机和洞内与之相应的工作面的电气设备，必须与瓦斯监控系统进行风电、瓦电闭锁，当通风机停止运转时，应能立即自动切断局部通风机供风区段的一切电源。（2 2）接地保护系统：）接地保护系统：根据规定，瓦斯工区内的配电变压器严禁中性点直接接地，严禁由洞外中性点直接接地的变压器或发电机直接向瓦斯隧道供电。瓦斯隧道必须采用独立的接地保护系统。因此，本隧道的接地保护系统系统设计采用 MBV

18、S-25mm2 黄/绿双色 PE 接地保护线，从洞口集中接地处向洞内架设，洞内每 200 米施做重复接地，洞口的集中接地与洞内的重复接地处的接地电阻不得大于 1.5。洞内重复接地极使用厚度不小于 6mm 面积不小于 0.7m2的镀锌钢板，可安装在洞内积水坑、水沟或预留洞室内。专用保护接地线不允许断线且不允许安装任何开关，洞内 36V 以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等，都必须与专用保护接地线可靠连接，其接地网上任何一保护接地点的接地电阻值不得大于 2。（3 3）设置捡漏继电器：）设置捡漏继电器：低压馈电线路上，必须装设能自动切断漏电线路的检漏装置：施工现场的总隔爆

19、开关至分路隔爆开关设置两级捡漏继电器，两级捡漏继电器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应作合理配合，使之具有分级保护的功能。捡漏继电器应装设在总电源隔爆断路器的负荷侧和分路隔爆开关的负荷侧。捡漏继电器的选择应符合先行国家标准剩余电流动作保护器的一般要求GB 6829和漏电保护器安全和运行的要求GB 13955 的规定，额定漏电动作电流应不大于 15mA，额定漏电动作时间应小于 0.1s。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业与总电源隔爆断路器配合的的捡漏继电器的额定漏电动作电流应大于 30mA，额定漏电动作时间应大于 0.1s，但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘积不应大于30mA

20、s。（4 4）防雷接地：）防雷接地：为了防止雷电波及隧道内引起瓦斯爆炸，所有进洞线路，包括动力电缆照明电缆、瓦斯监控系统电缆及通信电缆均需在洞口安装避雷器。因此，在各种电缆向洞内敷设时，必须严格执行本规定，安装与其相配套的氧化锌避雷器，洞口的防雷接地电阻不得超 2 欧姆且要定期检查测试。进洞的其它风、水管线也必须在洞口处与专用保护接地极进行连接，以防雷电和静电传入洞内。（5 5）备用电源：）备用电源：根据有关规定，高瓦斯隧道主扇供电应配置两套电源，隧道内采用双电源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负载。为保证隧道通风、照明及监测系统等一级负荷供电，在公用电网停电 10 分钟内，启动二台发电

21、机组供给一级负荷用电。电气设备防爆性能的检查与处置：各种电气设备和施工机械的防爆安全性能，必须经专职人员检查，确认合格后方可允许进洞使用。防爆性能失效的电气设备，应立即处理或更换。非专职电气值班人员，不得擅自操作电气设备。电气操作必须使用专用工具。3.6 反坡隧道排水灵活处理的要点反坡隧道排水灵活处理的要点在隧道双侧设置的排水沟，排水沟的大小要依据隧道的坡度和涌水量的大小确定。抽水设备要依据隧道洞内涌水量的大小及集水坑汇水的情况而定，同时水泵的扬程要参考隧道的坡度和起始点的高差，要尽量做到有一定的富余量。3.7 洞外防水、防汛及防山洪措施在隧道进口处做好排水措施，做到排水畅通，并在洞口增加截水

22、横沟，防止地表水和施工排水倒灌进洞，根据洞口水量情况可适当加大横沟断面，并在沟顶加盖铁板，做到排水和行车互不影响。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.8 洞外污水处理洞外污水处理将污水排放至洞口原有排水沟内，在通过沉淀池沉淀后（已建）排至原有道路边沟内。3.9 排水系统抢修排水系统抢修建立抢修小组，由风水电架子队长王磊担任组长，及时对出现问题部位进行抢修，并在生活区储备潜水泵和水管，所有水泵配置均按使用一套、备用一套、维修一套的原则进行配置。当水泵出现故障时，施工队立刻联系风水电架子队长王磊，立刻安装备用水泵，保证积水及时排出，原水泵及时修理作为备用水泵待用。当排水管路出现故障时，施

23、工队立刻联系风水电架子队长王磊，立刻将水泵连接至备用排水管，及时修复故障排水管作为备用排水管待用。常见故障及解决方法见下表。 常见故障及解决方法序号 常见故障 故障原因 解决方法 1水泵不出水/水流量不足1、进出口阀门没有打开，进出管路阻塞，叶轮流道叶轮阻塞2、电机的运行方向不对，电机缺相转速相对较慢。3、吸入管漏气。4、泵没灌满液体，泵腔内有气体存在。5、进口供水瀑布足，吸程过高，底阀漏水。6、管路阻力过大，泵选型不当。7、管道、泵叶轮流道部分阻塞，水垢沉积、阀门开度不足。8、电压偏低。9、叶轮磨损。1、检查，去除阻塞物。2、调整电机方向，紧固电机接线。3、拧紧各密封面，排除空气。4、打开泵

24、上盖或者打开排气阀，排尽空气。5、停机检查、调整（并网自来水管和带吸程使用易出现此现象） 。6、减少管路弯道，重新选泵。7、去除阻塞物，重新调整阀门开度。8、稳压。9、更换叶轮。2功率过大1、工作状态超过了额定的流量使用1、调节流量，关小精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业范围。2、吸程过高。3、泵轴承磨损。出口阀门。2、降低吸程。3、更换轴承 3水泵有杂音/振动1、管路支撑不稳。2、输送介质内混有气体。3、水泵产生气蚀现象。4、水泵轴承损坏。5、电机超载发热运行。1、稳固管路。2、提高吸入压力、排气。3、降低真空度。4、更换轴承。 4 水泵漏水1、机械密封磨损。2、泵体有砂孔或者破裂。

25、3、密封面不平整。4、安装螺栓松懈。休整或更换零部件，固定紧螺栓四、各项保证措施四、各项保证措施4.1 组织管理保证组织管理保证在排水施工上不仅需要一套完善、合理的排水系统，还需在管理上予以加强，才能达到预期的效果。为此不仅成立了专业排水班，设班长 1 人，副班长 1 人，设备检修 2 人，水泵站管理人员 2 人。还制定严格的值班制度。隧道作业面的隧道排水日常工作坚持班长、副班长轮流 24h 值班制，并制定抽水记录表进行统一管理，发现问题及时处理，汇总问题进行总结分析。4.2 安全技术保障措施安全技术保障措施对施工技术人员进行技术和操作培训，针对一些技术特点和操作要领作重点讲解和现场示范。对用

26、电的排水设备要确保电路安装的正确，检查转向是否正确，设置接地装置及标志，要严格按照安全用电方案办理，做到一机一闸一漏。水泵的冷却采用下一个泵站抽上来的水直接浇至排水泵上进行冷却。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业由于洞内均为渗水，虽然使用水泵为污水泵，一旦在进水口处产生淤积将导致堵泵。为此，需要对坑内污水进行搅合，施工中采用在水泵与管路的接口处安一处出水口并安装阀门，利用抽水的高压水不断对进水口处进行冲搅，同时利用高压风进行冲吹，防止淤泥的淤积。针对隧道施工的特点，施工人员对隧道内排水沟及集水坑内污泥杂物要及时进行清理，对管路要定期检查维修，定期用清水进行冲洗。在集水泵进水口包裹铁窗纱

27、，同时把水泵或进水口放在竹筐内，可以防止污泥及杂物进入而发生堵塞。当水位下降超过底座，间隙出水时，应立即停机检查，运行一段时间后，须进行维护保养。及时地进行保养和维修确保设备正常运转的必要措施。对隧道内的抽水设备要定期进行安全检查，并派专人负责管理，做到 24 小时轮流值班，建立严格的值班管理制度。对易损的排水设备及管理配件要有必要的储备和供应上的保障。五五、应应急急救救援援预预案案为保证可能在将军山隧道施工中发生突泥涌水事故后，急救工作程序化、科学化、机动化，把人员伤亡和经济损失降低到最小程度，并明确在急救预案中的机构设置和相关部门、人员在应急中的职责，特制定本预案。5.1 应急资源5.1.

28、1 人员中铁十五局成贵铁路项目部桥梁分部成立以项目经理为组长，书记、副经理、总工程师为副组长、各部门负责人、施工现场负责人、调度员、值班电工、抢险人员为组员的应急救援工作小组。5.1.2 物资、机具、设备报警系统及通讯设备：对讲机、电话、手机等通讯设备。应急设施及机具：防爆电线、电缆、电灯、手电筒、应急灯、移动配电箱等照明所需物料；装载机、挖掘机、自卸汽车、抽水机等抢险设备。其它材料工具：钢筋爬梯、救生绳、救生圈、木材、型钢、铁锹、撬棍、钢丝绳，枕木等。伤员急救设备：伤员担架、消毒剂、急救箱。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业救护车辆及交通工具：指挥车、微型车、材料运输车等。5.1.3

29、 洞内紧急逃生设施的设置：隧道两侧安装钢筋爬梯并挂逃生绳和足够数量的救生圈。隧道内作业人员密集地段在拱部设置逃生平台并设急救箱。5.2 应急组织机构5.2.1 分部成立应急领导小组组长：刘宪军副组长：张德才、傅志宇、张家荣组员：张晓琛、宋伯华、周良华、虎入林、杨洪德、李忠来施工现场负责人：杨洪德抢险人员：将军山隧道作业队全体施工人员5.2.2 责权（1）组长刘宪军全面负责组织应急救援预案的编制、交底、培训和演练，负责启动、实施以及调动所需人员、物料等资源的供给。（2）副组长张德才、傅志宇、张家荣具体负责发生隧道突泥涌水事故后，应急预案的启动和应急预案的全面实施。（3）调度：负责信息收集以及内外

30、部（外部：当地政府、医疗救护部门的紧急联系电话）、上下级的联络汇报工作，并按规定向上级等相关部门报告；同时按照领导的决策和安排进行上传下达；做好急救工作中车辆、物料、人员等的调遣工作。（4）工程部门：负责隧道突泥涌水事故应急救援预案的编制和演练培训；负责应急救援期间抢险方案的制定和风险再评价。（5）安质部门：负责隧道突泥涌水事故应急救援预案的编制审核，不断完善应急救援预案。参与应急救援期间抢险方案的制定和风险再评价。（6）物资部门：负责隧道突泥涌水事故应急救援预案所需机电设备、物资、材料的配备。（7）现场安全员：负责隧道突泥涌水事故应急救援期间人员的疏散，现场的保护和秩序的维持等工作，并协助有关部门、人员进行事故调查和处理。（8）财务部门：负责隧道突