隧道涌突水抽排水方案

XXXXXXXXXXXXXXXXX（KXX+XXXX～KXX+XXXX）XXX隧道突涌水抽排水专项施工方案编制：审核：批准：XXXXXXXX二零XX年XX月XXXX隧道XXXXXX掌子面涌突水抽排水施工方案编制依据及原则1.编制依据（1）现行有效的国家标准和交通部颁发的公路施工规范；（2）现场踏勘所获取的有关资料；（3）国道XXXX线XXXXXX公路改建工程施工招标文件（招标编号：XXXXX）、清单、答疑（补遗）书及标前会上有关要求；（4）两阶段施工设计图及相关文件；（5）相关地方政府部门、业主及指挥部、监理等的要求；2.编制原则及范围（1）科学合理的、安全高效的原则①编制科学施工方案的编制应建立在科学合理，满足现行施工规范及设计要求的基础上。②安全原则方案编制时除应合理组织，安排工序，还必须考虑作业时施工作业人员、机械设备及施工结构的安全为基本原则。③节约造价原则编制时应采用经济合理的方案，施工过程中合理按排工序，保证合理的施工进度，缩短工期降低成本，节约投资。编制范围①XXXX隧道XXXX掌子面涌突水抢险措施；②涌突水后期排水措施。二、工程概况1.项目介绍本项目位于四川省XXXXXX县境内，是四川出川进滇入藏达边的一条重要通道，是两县的干线公路和对外运输的生命线和主通道，是四川省《西部综合交通枢纽规划》及《国家公路网规划》（2013－2030）中新规划国道XXX线（以下简称“XX线”）的重要组成部分。本工程XXXX位于XXXXXX村，毗邻金沙江左岸，起止里程为XXXXXXX，全长XXXXm，为特长隧道。根据投标及合同划分，XXXXX隧道进口端XXXXXXXX段由XXXXX承建。(注：因调线进口起点里程变更为XXXX)2.涌水情况介绍20XX年XX月XX日晚10时30分左右，XXXXX隧道进口端XXX在进行掌子面掘进的过程中，洞身右侧侧壁拱脚突现涌水，涌水口直径在30cm左右，水流势急，周边初支壁出现明显压力状渗水。由于水势过大，仰拱前集水坑水位很快上升，最终淹至XXXXX基层面，已施工初支淹没深达5m，同时大量施工设备被淹。涌水出现后，施工现场人员立即上报项目领导及现场监理，并积极组织安排现场人员全力抢险。由于措施及时有效，在抢险过程中，除1人轻伤外，未造成其它人员伤亡及重大财产损失事故。三、排水方案（一）水泵配置XXXX隧道进口端为反坡隧道，需设置主动排水方案。水泵配置考虑的因素主要有水量大小、排水长度及高差等因素。1.涌水量估算涌水出现后，现场人员已安装1台25KW水泵开始抽水。当现场技术人员到达现场时，水位已到达XXXX仰拱地面线位置，半小时后，水位上升到XXXX位置处。根据现场水位上涨情况，及隧道设计参数，可以初略地计算出涌水流量。如图示。根据设计图纸，本段为Z5a衬砌，初支净宽=10.5m，由此估算涌水流量为：Q=（60+40）/2x2.95%x20x10.5/0.5=619.5m³/h2.排水高差及排水管道最短长度截至当日，隧道已掘进619m，洞口至G215线旧路最高点（XXXXX)距离为237m，此处与洞口高差为10m，按路线纵坡，集水坑（XXXX仰拱处，深度1m）与洞口高差为582x2.95%+1=18.26m，总高差超过28m。根据以上参数，确定抽水系统配置如下：管道最短长度L=819m（仰供K56+520-K55+701）水泵扬程Hw≥18.26+10+829÷100x1.3=39m（按100m损失1.3m）考虑管道接头、弯管等因素，水泵扬程至少在40m以上水泵方可满足要求。投入水泵扬程均在50m或50m以上。流量Q≥619.5m3/h，从经济的角度考虑，考虑配置多台水泵联合抽水，达到流量要求。由于事发突然，情况紧急，在已有条件下，必须尽快调集抽水设施缓解灾情。在灾情稳定后，再按设计要求系统地制定排水措施。排水系统布置如图示：（二）抢险阶段排水措施（20XX年XX月XX日22：00-20XX年XX月XX日8：00）涌突水发生后，由于水势猛烈，现场管理人员迅速撤离机械及人员，现场生产经理、技术主管、安全主管及值班队长，作为临时抢险指挥小组立即组织抢险。1.利用已有设施组织抽排水现场管理人员立即要求物资部人员调集项目部所有抽水设备及管道进入现场，不足物资立即采购。根据现场情况，从它处共调集37KW水泵1台（原碎石场使用），25KW水泵2台，7.5KW水泵6台（现场自有）。新购置55KW多级泵5台，45KW泵2台，购置排水钢管共计6400m,其中DN150钢管3200m,DN90钢管3200m。现场焊接4x2x1.5m³钢水箱2只，用作抽排水中继。同时在抢险过程中，还将隧道施工用的风、水管全部切换为抽水管道，接入水泵迅速抽水。后期水势稳定后，逐步留下新购设备继续抽水，其余调集设备撤离更换归还，保证各施工需要。2.组织人员、机械现场抢险（1）人员组织。现场其它工作全部停止，项目后勤人员及施工人员全部投入抢险工作，将各处运行的水泵拆除，全部运入现场备用。分成管道运输小组15人，管道安装小组20人，物资后勤小组15人，技术小组8人（电工2人、钳工4人及焊工2人）。（2）挖机、铲车等机械全部进入工作状态，铲车运输管道及水泵、配电箱等设施。挖机开挖便道及XXXXXXXX线旧路交叉段的管道埋设沟槽等。（3）电工根据水泵功率设计抽水用电设计，配置用电系统，确保抽水系统能够稳定运行。3.安排物资部增购设施及物资对现场不足的物资及设备根据现场抽排水实际情况，及时购进设备，全力抽水抢险。4.抢险投入设施、人力及物力本次突发涌突水，导致现场全面停工，施工单位需投入大量的人力物力进行抢险。投入人力、机械等见附件中表1-《XXX线XXXXXX进口端KXXXXX涌突水抢险排水用工、机械统计表》及表2-《抽排水投入设备设施清单》。（三）抢险后排水方案（20XX年XX月XX日8：00时-结束）1.后期排水影响因素分析（1）涌水源头分析及水量测量在抢险过程中，业主、总监办及我部专业技术人员在现场反复查勘，通过对周边环境观察，发现XXXXXXX左右山侧地表原有长流泉水因本次涌水流量明显变小，说明本次涌突水与该泉水联系紧密，涌水有长期稳定的补给资源，涌水在隧道完工前可能不会自行消失。同时前期抢险过程中，多日有雨水出现，洞内涌水量也出现明显增涨趋势，说明该水源受大气补给明显。抢险后，施工人员对现场涌水量进行多次测量，水量前后变化幅度在450-760m³/h之间，最终稳定到620-660m³左右。（2）地形地质情况影响本地为阶地地形，隧道位于金沙江左岸高山下坡脚地带，越过原老路后，为下一级阶地，为村民耕地，与金沙江河面高差30-60m之间。区域地质结构为老泥石流冲积扇形成的物源堆积体，底部受河流冲刷切割影响明显，地表植被稀少，易受雨水侵蚀。抽出水流不能直接散排，防止水流冲刷切割侵蚀地面，造成二次灾害。（3）周边环境影响本地村民耕地紧临原有公路，公路边沟与村民灌溉系统连通，如果将水流直接排入既有系统中，由于水量巨大，势必造成村民耕地长期浸泡水中，增加纠纷或民族矛盾。因此必须采取措施严禁水流进入村民耕地。（4）初支及洞身收敛变形影响水势稳定后，我部现场人员对初支加强了变形观测，发现XXXXXXXXXXXX段初支已发生剧烈变形，最大变形量已达400mm，侵入二衬内，影响结构安全。后期必须对该段落进行处理。为保证进入洞内作业人员生命安全及财产安全，我部已按业主及相关部门要求，对本段初支采用小导管注浆及临时护拱等措施进行了加固处理。后期具体施工按设计方案进行处理。2.后期排水措施根据前述，后期排水主要措施如下：（1）必须有持续稳定的抽排水系统24小时连续运行根据设计图纸，施工过程中的反坡排水严禁采用中央排水沟进行排水。因而在隧道未完工前，涌水未中断前，必须有专门的抽排水系统持续运行，满足排水需要。由于水量巨大，必须保证排水系统24小时正常运转，持续抽排水，避免再次出现水流淹没浸泡初支的现象，造成初支变形加剧甚至垮塌的风险。（2）配足足够的排水流量及盈余根据现场实际测得的涌水量，抽排水系统每小时理论流量必须大于660m³，方能保证涌水与排水平衡。同时因为涌水来源受雨水补给有增大的危险，必须配备备用抽水设施及管道以便应急使用。①水泵配置。按照固定泵及机动泵两种系统考虑。固定泵系统采用前期抢险保留的抽水设施，主要有25KW水泵1台，45KW水泵2台、55KW水泵2台。机动泵采用多台小泵根据水量大小及时投入。按照上述水泵配置，根据水泵技术参数，计算出设计总流量如下：Q=200x2+150x2+60x1=760m³，考虑到水阻及其它损失，抽水效率按85%考虑，流量Q实际=646m³，与涌水量相当，满足当前排水要求。②管道配置。根据洞外地形及实际高差考虑，管道接至竹二路旧路最高点即可，由于水量巨大，区域地层为老泥石流洪积扇，为泥石泥物源体，流水易冲刷地表及村民农作物，为保护环境及缓和融合村民关系，排水管道必须全长接入附近河道中。③应急措施。为了应对涌水受雨水补给影响及更多上层滞水存在的可能性，现场必须储备更多大功率水泵及钢管数量，以作应急之用。我部55KW水泵共5台，盈余2台，管道可局部利用隧道风水道系统（接头在XXXXXX位置），需另购DN150及DN90钢管各1200m作为储备。（3）施工临时排水系统由于洞内地下水丰富，后期施工临时排水采用小型抽水泵，开挖集水坑进行抽排。通过小泵将汇集水投入洞内集水箱集水中继后，通过周边既有沟渠等排水系统排出。（4）增加专用配电系统水泵同时运转，总功率达225KW，负荷相对较大，为保证后期运行稳定及施工需要，抽排水系统必须配置独立的用电系统。用电系统配置示意图如下：为防止大电停电后无法抽水，用电系统必须接入发电机，以便停电期间及时切换电源，保证抽水连续作业。线路安设时沿隧道二衬壁安装，采用膨胀螺栓将角钢及磁瓶固定，每8m安装一道。3.后期排水措施运行情况（1）现场值班制度现场按排专人抽水。由于水量较大，本地电源不稳，容易造成设备损坏而中断抽水，现场按排专人进行抽排水，每天24小时现场值班，保证系统全天侯正常运行。值班小组按3班制运行，每班安排值班队长1人，值班人员3名，进行现场值守。出现紧急问题时，以便及时进行处理。（2）定期维护制度洞内沉渣、及施工废弃物等杂质较多，易污染水泵，造成设备当机或烧毁电机，必须定期对水泵进水口进行清理，对集水坑内沉渣进行清掏。抢险过程中，接管等比较仓促，接头难免有渗漏水现象，需安排工人进行螺栓紧固或增加垫片乃至重新连接等工作。维护小组安排钳工2名、电工2名，杂工2人。（3）实施应急预案隧道涌泥突水是一种危害极大的地质灾害事故。实际施工中处理只能采取各种预防措施。后期施工中除了加强观测、实施超前地质预报等技术手段外，必须制定科学合理的应急预案，避免人员伤亡及财产损失事故发生。四、涌突水安全防患措施根据以往的同类事件，涌突水事故发生后，往往造成巨大的安全事故，包括人员伤亡，财产损失等，给社会、家庭带来严重影响。因此在后续施工中，对采取针对性的安全措施防患于未然。隧道施工由于其隐蔽性，地下事物未知，安全隐患往往难以预见，因而必须采用科学的技术手段加以侦测，做到事先了解，事先预防。1.实施超前钻探，探明情况根据现有的科学技术手段，对掌子面涌突水的的探测最有效直观的方法是采取长距离的超前钻探，分析芯样，了解前方地质分布情况。由于钻孔实施，往往能提前将水源探知，提前引出水流，起前泄压、减压的作用，同时也能根据水源距离提前做好防患或改变施工技术措施，减少涌突水事故发生的可能性及降低灾害发生的危害程度。根据业主要求及实际施工需要，我部立即从公司调集XXXXXXXHA-90A液压钻机1台，采用φ130钻头对掌子面实施超前钻孔。共钻孔12个（其中6个为泄压孔），单孔长度40.5m。钻孔过程中，钻液呈黑色，在15m、20m及26m附近处均有夹层出现，钻液变为黄褐色。从总的钻探结果揭示前方围岩富水且有压力，施工过程中必须加强观测及预防。2.对初支实施临时加固措施涌突水抢险完成后，我部现场技术人员也对初支段落进行了监控量测，指挥部及总监办等单位领导也多次前来查看了解情况。经现场观察及监控量测数据显示，XXXXXXXXXXXXXX段初支存在渗水、淋水、开裂、掉块甚至坍塌等现象，局部变形已侵入二衬，存在巨大的安全隐患。为了保证进出施工人员及机具的安全，根据业主指挥部及总监办指示，我部及时地对过水段初支实施了加固处理，包括护拱、小导管注浆等临时加固措施。（1）护拱参数为：护拱加固采用I20b工字钢，紧贴初支断面自仰拱面以上的全部断面范围。工字钢每榀间距0.6m，安装时用环向间距1m，长4m的Φ22系统锚杆及通长纵向连接筋进行固定，纵向连接筋采用Φ22钢筋，钢筋环向间距1m，拱脚1m以上施工长度4.5m的Φ42x4双排注浆小导管为锁脚锚杆。钢架安装后对整个初支面复喷一次，厚度在7cm以内，钢架两边用C25砼喷封闭包裹。（2）注浆小导管参数：每榀钢架中间位置打设Φ42x4注浆小导管，环向间距1m，每根长度4.5m。打设完成后，采用1:05的CS浆注浆加固围岩。3.永久支护措施通过前期施工及现场实际情况，本段洞身围岩因地下水丰富，围岩稳定性极差，后期施工必须采取强支护，预注浆等施工措施确保施工安全。结合以往施工经验，我部建议如下方案：（1）采用预设计施工止浆墙，实施预注浆后，实施30m长Φ90超前大管棚。（2）工字钢间距变为0.4m，初支网片由单层变为双层。（3）增强原有锁脚系统，由每处2根3.5m长Φ42x4注浆小导管变为4根4.5m长Φ42x4注浆小导管。（4）系统支护Φ42x4注浆锚杆，长度由3.5m增长为4.5m，注浆液由水泥净浆变为1:0.5的CS双液浆。（5）按设计图纸XXXXX施工后注浆封水加固。4.配合第三方单位，加强现场监控量测及增加量测频率涌水抢险完成后，我部技术人员及时地加密了监控量测点，并将监测数据上报各方及第三方监测单位。第三方监测单位也及时到达现场实施量测及指导我部工作，对我部监测数据等进行了复核。5.制定应急预案。由于涌突水是隧道施工一种较为危险的地质灾害，施工前必须制定防涌突水应急预案，具体编制见第五段《防涌突水应急预案》。五、防涌突水应急预案1.应急预案的方针与原则坚持“安全第一，预防为主”、“保护人员安全优先，保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。2.风险源分析根据本工程施工特点及水文地质情况，隧道掌子面目前可能存在更大的突发性涌水事故，据此确定本项目的突发事件、风险或紧急情况为突发性涌水。3.应急策划（1）机构与职责按照项目总体应急预案，施工时成立现场应急领导小组及各职能小组。职能小组有：通讯联络组、技术支持组、抢险抢修组、医疗救治组及后勤保障组。领导小组成员由项目经理及项目各部室领导组成，组长由项目经理担任。各部室领导分别担任各职能小组组长，组员由项目成员及班组长担任。在换拱过程中一旦发生施工安全事故，项目部领导及有关部门负责人必须立即赶赴现场，组织指挥抢险，抢险领导小组及各职能小组自动成立，按预案方案明确职责及任务，迅速实施救援任务。（2）应急流程（1）应急流程图紧急事故发生紧急事故发生人员伤亡上报综合部或安质部长人员伤亡上报综合部或安质部长抢险领导小组抢险领导小组上报监理、业主、设计院现场处置、送医院抢救抢险方案确定上报监理、业主、设计院现场处置、送医院抢救抢险方案确定物资、设备到位物资、设备到位进行抢险进行抢险抢险结束后、恢复生产措施及善后处理结果、针对应急处理结果进行总结，完善应急预案抢险结束后、恢复生产措施及善后处理结果、针对应急处理结果进行总结，完善应急预案应急事故发生处理流程图（3）教育、应急演练为全面提高应急能力，项目部应对抢险人员进行必要的抢险知识教育，制定出相应的规定，包括应急内容、计划、组织与准备、效果评估等。项目部每年进行两次应急预案指导，必要时，协同项目部进行应急预案演练。4.应急物资应急物资的准备是应急救援工作的重要保障，项目部根据潜在事件性质和后果分析，配备应急救援中所需的救援机械和设备、交通工具、医疗设备和药品、生活保障物资。主要应急物资如下：①配备适当的救生器具，如救生衣、水裤、安全绳等；②内部电话、对讲机等联系工具保持畅通；③自备发电机和照明专线保持良好工作状态；④预备钢拱架、钢管、水泥、水玻璃等物资；⑤洞口准备砂袋等物资。5.互相协议序号材料、设备名称单位数量规格型号备注1挖掘机台1SY195C2装载机台2Zl50c3发电机台1440KW4发电机台1300KW5注浆泵台2ZJB-356水泵台355KW7钢管m1200DN1508钢管m1200DN909PE管m1000Φ9010水管璃T5模数2.835B’e11救生衣件1012水裤件2013水靴件3014对讲机只615防水电缆m3x50+116防水电缆m3x25+117救援汽车台1三菱越野18救援汽车台1皮卡项目部事先与地方医院、政府相关职能部门建立正式的互相协议，以便在事故发生后及时得到外部救援力量和资源的援助。相关单位联系电话表序号单位电话备注1当地急救电话1202当地派出所1103交通保障1226.应急响应（1）值班电话：项目部实行昼夜值班制度，安质部电话：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。（2）紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由在现场的项目部最高级别负责人指挥，立即电话通报到值班室，主要说明紧急情况性质、地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车、消防车或警力支援到现场实施抢救，如果需要可直接拨打120、110等求救电话。（3）值班人员在接到紧急情况报告后必须立即将情况报告到紧急情况领导小组组长和副组长。小组组长组织讨论后在最短的时间内发出如何进行现场处置的指令。分派人员车辆等到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等。然后由综合部第一时间以小组名义打电话向上一级有关部门报告。（4）遇到紧急情况，全体职工应特事特办、急事急办，主动积极地投身到紧急情况的处理中去。各种设备、车辆、器材、物资等应统一调遣，各类人员必须坚决无条件服从组长或副组长的命令和安排，不得拖延、推诿、阻碍紧急情况的处理。7.突发事件应急方案（1）涌水