龙厦淹井提高追排水施工速度QC课件

淹井灾害追排水施工方案的研究与应用中铁隧道集团一处有限公司龙厦铁路追排水施工QC小组一、工程概况二、小组简介三、选择课题四、设定课题目标五、提出方案，确定最佳方案六、问题的假想预测七、制定对策八、对策实施九、总体效果检查对比十、总结及巩固汇报内容

象山隧道是新建龙岩至厦门铁路的重点控制性工程，隧道设计为单线双洞，左右线正线分别长15898米，占线路总长度的1/10，隧道设有辅助施工斜井5座。象山隧道为特长铁路隧道，其长度和难度在国内隧道建设史上均能名列前茅。隧道地质条件极其复杂，要克服煤层瓦斯、软岩变形、断层、岩爆、溶蚀地层、涌水等多种地质危害，被铁道部评定为极高风险隧道。其中，1#~2#斜井间施工过程中揭示该段为灰岩地段，存在较大的溶腔和溶槽，溶腔充填物为粉细砂及黏土，局部含有中砂和卵砾石，存在较大岩溶突水地质灾害。中铁隧道集团一处有限公司承担隧道进口和1#、2#、3#斜井及对应正洞的施工任务。2009年12月23日,象山隧道1#斜井右线出口YDK24+158掌子面发生岩溶涌水地质灾害，灾害发生后我部迅速启动应急预案,将施工人员撤离至安全地带，未造成人员伤亡。涌水速度最高达7227m3/h，随后总体呈下降趋势，但由于洞内涌水受地表降雨补给明显，个别时段涌水量依然达3000～4000m3/h。本次灾情淹没象山隧道左右线各4100m，同时大量机械设备、材料被淹，造成1#斜井停工长达8个月。一、工程概况三、选择课题淹井是矿山、隧道等井下施工企业的重大灾害事故，发生原因多数是由于水文地质情况不清或隧道、井巷与岩溶、富水断层、采空区布置不当，导致顶、底板与强含水层或积水区透水。如2005年9月25日中铁12局施工的祈岳山隧道、2006年1月21日中铁11局施工的马鹿箐隧道、2007年8月5日中铁十六局施工的野三关隧道、2008年7月21日中铁一局施工的云雾山隧道均因岩溶突水淹没隧道。地震、洪水等严重自然灾害也可能造成淹井事故，如2010年07月24日中交一航局施工的紫竹园隧道山洪灌入造成淹井。战争破坏，矿井排水能力不足，管理不善等也都可能引起淹井事故。淹井严重威胁井下作业人员生命及财产安全，以2010年3月28日发生的“王家岭”透水事故为例，153人被困井下，事故发生七天后，救援队伍迟迟下不了井？通风没有问题，安全措施完备，但排水慢却成了一道难以迈过的坎！象山隧道岩溶突水地质灾害发生后，涌水抽排成为恢复施工必须要面对的一个课题，本公司在此工程中无类似工程施工经验可以借鉴。项目部需要创建新型的追排水施工方案本次QC小组活动的课题为“淹井灾害追排水施工方案的研究与应用”（一）问题的提出（二）课题确定

在淹井排水中，随水位下降而跟着移动的排水设备称为追排水设备，淹井排水一般称之为“追排水”。四、设定课题目标目标目标值目标的可行性论证

象山隧道岩溶突水地质灾害发生后洞内蓄水追排快速、安全进行。

拟在4个月内完成DK20+003~DK24+158段左右线各4100m洞内蓄水46.5万m3及溃水口地下水动态补给，即平均每天向前推进约40m，抽排蓄水40000m3

，抽排动态补给涌水72000m3，

根据现有隧道作业空间，合理化配置抽水设备，另外通过对溃口处理，将动态水量补给控制在追排水能力的范围内，通过现场组织可以实现上述目标。

在追排水开始之前，围绕课题，QC小组成员，通过讨论分析，一致认为目前动态涌水量达约为4000m3/h，在进行追排水施工前，必须采取措施将溃口动态补给水量减少，再通过合理的追排水方案进行施工，并提出三种排水方案进行讨论，分别为直接排水、多段排水、混合排水。三种方案分析选定见附表5-1(详见下页)。通过比较分析，直接排水方案评为最佳方案五、提出方案确定最佳方案方案的提出方案的必选最佳方案确定最佳方案出来了！六、问题假想原因预测

1、追排水设备排水能力不足；2、溃口涌水量过大；3、电力供应不足；4、水泵每推进一次抽水量少；5、由于洞内作业空间较小，泵站移动后，再安装排水管，工作效率过低；6、频繁移动泵站，排水设备有效作用时间短；7、停机瞬间回水压力大，设备、管路故障率高。

假想问题主要归纳如下：七、制定对策制表人：高战飞时间：2010.4.15表7-1对策表序号原因对策目标措施地点时间负责人1追排水设备能力不足充分利用隧道净空断面及斜井，合理化设备选型及布置。将追排水能力发挥到最大(5000m3/h)正洞左右线各1台泵站，每台移动泵站额定排水能力2000m3/h，斜井设1台移动泵站，额定排水能力1120m3/h，合计5120m3/h现场2010.4.20刘明梁开庆2溃口用水量过大对溃口进行投料封堵将溃口涌水量控制在1000m3/h，同时封堵泥砂。利用定向钻机在地表钻孔，进行投料、注浆实现“堵泥不堵水”。现场2010.3.1吕敬钱谢淮准3电力供应不足充分利用进口、斜井工区网电。进口、斜井工区网电不小于6000KW分别从隧道进口、斜井将网电引入洞内，以满足施工需要。现场2010.3.1刘明王占举续上表对策表序号原因对策目标措施地点时间负责人4水泵每推进一次抽水量少，频繁移动泵站，排水设备有效作用时间短延长进水管将进水管长度延长至40m，即水龙头处水深达1.2m。进水管管材选用材质较轻的PE管，并在水笼头上利用设置浮船，移动进水管前将管内积水放完，然后利用PE管自身浮力及浮船向前移动，作业人员可在浅水区完成进水管接长工作。每次移动步距可相应加长。

现场2010.4.20刘龙卫刘明5人工搬运、安装排水管路，效率低自制钢管搬运车加快出水管安装速度自制钢管搬运车，利用泵站与沟槽间的空间搬运排水钢管，减少人工作业面，提高搬运效率现场2010.4.20张建明梁开庆6停机瞬间回水压力大，设备、管路故障率高。安装止回阀减少回水压力，保护管路、设备排水管路正洞每隔500m、斜井每隔200m安装一个止回阀，靠近抽水机出水管处安装一个止回阀，将瞬间回水压力对管路、设备影响降到最低。现场2010.4.20王占举梁开庆制表人：高战飞时间：2010.4.15根据上述指标对溃口进行封堵，采用美国T685车载顶驱定向钻车自地表钻孔至洞内，孔径为215mm，并下177mm套管，利用套管向孔内投碎石+浆液，在洞内形成混凝土挡水墙式塞体，将溃口封堵或将水量控制在一定范围，本隧道为防止封堵后水压上升，采用半封堵方式将出水量控制在910m3/h以内。为尽快恢复淹井，在第一时间进行了洞内水位上涨、地表径流、降雨量、地下水位检测，并分析水源来向及突水地点。根据掌握的资料推算突水稳定后，掌子面溃口涌水约为3500m3/h，且受地表降雨补给明显，波动较大，不能直接进行追排水，续封堵溃口。Q动=推算Q动应小于910m3/hQ动——最大动水量，m3/h；K——围岩中静水经裂隙流水使动水增加的系数，取1.1~1.2；n——排水设备能力利用率，立井：n=0.65，斜井：n=0.5；Q总——排水能力，考虑到移动泵站交错向前移动，按2000m3/h控制。地表钻孔封堵施工图实施二：控制溃口涌水量根据设备吸程，将进口管长度由10m增加到40m，考虑移动泵站涉水长度，每推进一次正洞水位可在原基础上再降低0.33m。相当于减少了三分之二的泵站移动次数，大大提高功率。1、延长进水管长度

进水管管材选用材质较轻的PE管，将PE管连接成整体，一端利用软管与抽水机连接，一段安装吸水笼头，并在水笼头上设置浮船，实现龙头可随水位变动而自由升降。移动进水管前将管内积水放完，然后利用浮船及PE管自身浮力人工推动进水管向前移动，即加快了移动进水管的速度、降低了作业强度，又提高泵站移动步距。2、提高泵站涉水深度由于移动泵站装配在自卸汽车上，通过对自卸汽车排气筒的改造可提高泵站涉水深度，有效增加泵站移动步距。实施三：增加泵站移动步距，减少移动次数PE管及浮船施工示意图

追排水采用φ250排水钢管，单根6m长的钢管重大kg，且隧道内衬砌、沟槽均已施做完成，作业空间小，人工搬运钢管困难且劳动强度大，作业现场自制管道搬运车进行管路倒运，即加快了管路搬运速度又降低了工作强度。为了减少管路、设备因停机瞬间回水压力大，造成管路、设备故障率高。排水管路正洞每隔500m、斜井每隔200m安装一个止回阀，靠近抽水机出水口处安装一个止回阀，降低停机瞬间回水压力对管路、设备影响。实施四：自制管路搬运车，设置止回阀自制管道搬运车排水管路增设止回阀QC小组活动效果图0活动后25050075010001250制图人：郭泉时间：2010.7.11150m/月目标值150017501600m/月十、总结（一）制定追排水方案前须搜集的资料1、隧道淹没时，水位上涨与其对应时间的淹没曲线。2、经水量按标高分布的图表。3、预计动水量与排深有关的变化曲线。4、静止水位、井口、井底及各水平标高。5、隧道总平面布置图及井上、下对照图。6、可供布置排水设备的斜井、平导断面图。7、淹没隧道、斜井的稳定情况，出水点位置及其周围地址破坏情况。8、涌水的水质分析资料：如酸、碱度及泥沙含量。（二）追排水前须确定追排水方案和计划的主要内容排水方案排水计划1、选择排水系统和追排方式；2、确定排水设备能力；3、选择水泵规格及吊挂方式；4、制定由恢复排水过渡到永久排水的方法步骤。1、施工组织设计；2、设备、材料及用电计划；3、工程衔接次序；4、排水进度表；5、劳动组织和技术安全措施。（一）制定追排水方案前须搜集的资料1、隧道淹没时，水位上涨与其对应时间的淹没曲线。2、经水量按标高分布的图表。3、预计动水量与排深有关的变化曲线。4、静止水位、井口、井底及各水平标高。5、隧道总平面布置图及井上、下对照图。6、可供布置排水设备的斜井、平导断面图。7、淹没隧道、斜井的稳定情况，出水点位置及其周围地址破坏情况。8、涌水的