某隧道排水專項施工方案

1、新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運通道 土建工程 MHTJ-15標 隧道排水施工方案 編制： 審核： 審批： 中鐵五局集團有限公司 蒙華鐵路 MHTJ-15標段項目經理部 2016年 4 月 隧道排水施工方案 1、設計依據 （ 1）隧道施工設計圖紙； （2）鐵路隧道工程施工質量驗收標準等技術規(guī)范； （ 3）隧道水文地質資料； （4）鐵路雙線隧道類似工程的相關施工圖； （ 5）已審批的實施性施工組織設計。 2、工程概況 順坡施工隧道： 石家隧道河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)石家村 附近，隧道穿越區(qū)地層主要為泥質粉砂巖及白云巖， 隧道進口里程為 DK756+236，出口里程為 DK757+012，隧道全長 7

2、76m，雙線單洞，隧 道最大埋深約 80m，隧道設單面上坡，坡度為 5.2 ；白土坡隧道 位于河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)火石坡村， 隧道穿越區(qū)地層主要為 泥質粉砂巖，局部夾砂質泥巖及泥巖，隧道進口里程為DK758+340， 出口里程為 KD759+849，隧道全長 1509m，單洞雙線，隧道最大埋深 約 156m，隧道設單面上坡，進口 DK758+340 DK758+900段 560m為 5.1 的上坡， DK758+900DK759+849段 949m為 5.4 的上坡。 反坡施工隧道： 文山寨隧道位于河南省三門峽市盧氏縣， 隧道 穿越區(qū)地層較復雜，主要為泥質粉砂巖及粉砂質泥巖、砂礫巖、巖屑

3、 砂巖，隧道進口里程為 DK750+670，出口里程為 DK751+167，隧道全 長 497m，雙線單洞，隧道最大埋深約 87m，隧道設單面上坡加水平段， DK750+670 DK751+000段330m為 5.39 的上坡，其余為平坡段 167m； 孟家坡隧道位于河南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)境內， 隧道穿越區(qū)地 層為黃土、粉砂巖、泥質砂巖、含礫砂巖及白云巖等，隧道進口里程 為 DK754+625，出口里程為 DK756+010，全長 1385m，隧道最大埋深 約 120m，雙線單洞，隧道設單面上坡，進口 DK755+000段 375m為 5.0 的上坡， DK755+000DK755+950

4、段 900m為 5.4 的上坡， DK755+950DK756+010段 60m為 5.2 的上坡；張家?guī)X隧道位于河 南省三門峽市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)境內， 隧道穿越區(qū)地層主要為泥質粉砂巖 夾砂礫巖，隧道進口里程為 DK757+522.72，出口里程為 DK757+816， 隧道全長 293.28m，雙線單洞，隧道最大埋深約 69m，隧道設單面上 坡，坡度為 6。 2.1 、氣象 隧址區(qū)域屬豫西山地溫涼濕潤區(qū)，山巒重疊，溝壑縱橫，地勢較 高，氣候溫涼。年平均氣溫攝氏 12.6 度左右，最高氣溫 42.1 ，最 低氣溫-19.1 ，最冷月平均氣溫 0.7 ，歷年平均降水量 647.8mm， 年平均降水量

5、為 1011.7mm，降水主要集中在 7/8/9 三個月。由于受 地形和氣候帶的影響，盧氏縣降水量南北差異較大。 2.2 、工程地質 文山寨隧道隧址區(qū)覆蓋層主要為第四系上更新統(tǒng)黏質黃土及粗 圓礫土，其下為上第三系雪家溝組泥質粉砂巖夾粉砂質泥巖、 砂礫巖、 巖屑砂巖。 孟家坡隧道位于盧氏斷陷盆地內， 隧址表層覆蓋黃土， 基巖零星 出露，隧道穿越黃土，粉砂巖、泥質砂巖、含礫砂巖等軟巖地層以及 白云巖等可熔巖地層，圍巖工程性質較差，局部淺埋，巖體破碎。 石家隧道隧址表層多為黃土覆蓋，穿越泥質粉砂巖、砂礫巖，局 部夾少量粉砂質泥巖及泥巖， 白云巖等， 物探揭示隧址區(qū)域發(fā)育一斷 層，與洞身交于 DK75

6、6+807DK756+828，傾向小里程，推測為張性 斷裂斷層面產狀為 340 50，破碎帶寬約 30m40m。 張家?guī)X隧道隧址出露基巖為泥質粉砂巖，砂礫巖，局部夾泥巖， 泥質粉砂巖巖體產狀穩(wěn)定， 表層基巖風化較強烈， 節(jié)理產狀不易量取， 洞身段為弱風化泥質粉砂巖，巖體較完整，產狀平緩，進出口淺埋段 差異風化明顯，巖體較破碎。 白土坡隧道隧址出露地層為泥質粉砂巖夾泥巖， 洞身為泥巖、 泥 質粉砂巖地層中。 2.3 、水文地質 文山寨隧道地下水主要為孔隙潛水和基巖裂隙水， 大氣降水為地 下水主要補給來源， 水量總體較小， 隧道單位長度最大涌水量為 0.11 m3/d.m ，正常涌水量約 34m3

7、/d ，最大涌水量 53 m3/d ，屬弱富水區(qū)。 孟家坡隧道地表水主要為大氣降水，由于黃土地層滲透性較差， 大氣降水入滲較少， 地下水主要為第四系孔隙水， 基巖裂隙水和巖溶 水，隧道單位長度最大涌水量小于 0.2 m 3/d.m ，屬弱富水區(qū)。 石家隧道地表水主要以大氣降水為主要補給來源， 地下水主要為 基巖裂隙水和可溶巖巖溶水，水量貧乏，隧季節(jié)變化較大，水量總體 較小，隧道單位長度最大涌水量為 0.073m3/d.m ，正常涌水量約 35m3/d ， 最大涌水量 55m3/d ，為貧水區(qū)。 張家?guī)X隧道地下水主要有孔潛隙水和基巖裂隙水及構造裂隙水， 水量總體較小，隧道單位長度最大涌水量為 0

8、.13 m3/d.m ，對隧道圍 巖的富水程度進行評價，為弱富水區(qū)。 白土坡隧道地表水欠發(fā)育， 地下水主要為孔潛隙水， 根據降雨入 滲法預測隧道單位長度最大涌水量為 0.31m3 /d.m ，隧道正常涌水量 為 300m3 /d ，最大涌水量為 469m3/d ，屬弱富水區(qū)。 3、施工排水方案 3.1 、總體施工方案 隧道施工排水份順坡排水和反坡排水， 根據現場施工情況， 石家 隧道和白土坡隧道為順坡排水， 文山寨隧道、 孟家坡隧道和張家?guī)X隧 道為反坡排水， 所有隧道均屬于弱富水區(qū)或貧水區(qū)。 隧道施工排水可 利用排水側溝自然排水， 開挖面至仰拱面間采用機械排水； 反坡排水 采用分段抽排方式進行

9、排水， 施工過程中利用兩側排水溝， 根據水量 大小每隔一段距離設置集水坑， 利用抽水機抽排至主排水管內， 集水 坑可采用用鋼板焊接成水箱深， 水箱大小可根據每個緩坡帶的出水量 進行制作。具體排水示意見下圖。 3.2 、順坡排水 石家隧道和白土坡隧道為順坡排水， 隧道施工順坡排水可利用排 水側溝自然排水， 開挖面至仰拱面間采用機械排水。 具體排水示意見 下圖。 順坡排水 3.3 、反坡排水 文山寨隧道、 孟家坡隧道和張家?guī)X隧道為反坡排水， 因隧道坡度 較緩，對坡度較緩的隧道反坡道施工排水， 適合采用較長距離固定式 集水坑作為泵站，用小集水泵將開挖面的積水抽到最近的集水坑內， 再用大功率的泥漿泵通

10、過排水管道將水排到洞外。如下圖： 長距離采用的反坡排水方式示意圖 這種方式的優(yōu)點是所需抽水機較少， 需要開挖的集水坑較少， 排 水泵站較少， 缺點是要安裝水管較長， 抽水機需要跟隨坑道的掘進二 次拆遷前移。 考慮隧道反坡施工較長以及水泵揚程等因素， 每座隧道每 200 米 設置集水坑左右幅各一座。 實際施工時如遇到涌水量較大時可根據具 體情況加密，泵站之間采用 80mm排水管長距離輸送，前方施工掌 子面積水采用臨時集水坑來收集積水，小集水泵用 80mm消防軟管 將積水收集并輸送至最近的較大的集水泵站內， 對兩個固定式排水泵 站之間積水采用洞內兩側排水溝加橫溝自然匯集至高程較低的集水 泵站內，由

11、最后一級排水泵站傳遞至洞外污水處理池。 4、設備選型配套 4.1 、抽水設備型號選型原則 隧道排水主要為隧道滲水， 同時需考慮到施工用水。 水質除地下 水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同時還有噴射混凝土 的回彈物摻雜物， 所以除考慮到需排出的水量外， 還應考慮到排水的 成分組成。 洞內水量是逐段遞增， 在各級泵站的水泵選型上， 應按照排水能 力遞增原則自下而上遞增選配。 各級泵站排水能力應充分配備，并有一定的儲備能力。 隧道施工后通過對洞內水的成分組成分析， 其主要水質除地下水 的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿等成分，泥漿泵考慮選用 高效耐磨渣漿泵。隧道內泵站間水量遞增較大，為

12、了考慮到在管理、 操作維修上的方便，泵站間高差相近，選用型號相同水泵，只是在設 備數量上相應增加。工作面移動水泵，采用移動輕便的水泵，實際操 作根據水量大小在數量上予以增減。 4.2 需要配用的設備及位置表 隧道選用設備一覽表 施工工區(qū) 涌水量（ m3/d ） 水泵型號 水泵數量 備用數量 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 張家?guī)X隧道 52 100QJ8-15/3 2 2 5m3/d 5、排水系統(tǒng) 5.1 、管路 根據洞內水量情況， 結合選配的抽水設備， 隧道出口端采用小型 污水泵、泥漿泵

13、進行給水抽水，因仰拱施工為分段開挖施工，故左右 兩側均應在開挖過程中留給水坑， 并及時抽水， 避免給水給施工帶來 的不利影響。 5.2 、集水坑設置 集水坑設于洞內兩側，每隔 150m200m設置 1 處，同時根據隧 道內出水量情況予以適當加密。臨時集水坑的容量按該段 5min 的匯 水量加上施工用水量（每工作面 際情況進行調整大小。 5-20m3/d）合計確定，也可根據實 5.3 、排水供電 為確保洞內排水正常進行，不因電路問題導致抽排工作的間斷， 設置一條專用供電線路。 5.4 、其他 工作面排水采用移動式水泵，管路為 80mm消防軟管，抽排至 就近泵站或臨時集水坑內 為確保洞內道路無水干

14、爽， 必須修建好兩側排水溝， 確保洞內滲 水通過側溝引入集水坑內，防止在洞內道路上漫流。 6、管線布置 排水管布置， 充分考慮隧道洞內所有管線的布置形式， 做到合理 布置、安全使用、規(guī)范施工，具體管線布置見下圖： 洞內污水抽出后，排至洞口污水沉淀池， 經三級沉淀達標后排出， 沉淀池采用過濾窗連接排放。 8、突泥、涌水事故處理 當施工至軟弱破碎、 地下水發(fā)育段時，需實施超前地質探測預報， 設計有超前地質鉆探預報方案時， 按設計進行施作， 設計無超前地質 預報時，一般采取超長鉆眼 （鉆眼長度 5m以上），以探知前方圍巖地 質情況，根據所鉆探的地質情況，及時反饋至工區(qū)領導和技術室，分 析突水、涌泥可能性。若有突泥涌水可能性，有設計則按設計方案進 行處理，若設計無針對性施工方案，立即上報監(jiān)理部、設計院及業(yè)主 等，要求設計院設計相應的施工方案，防止突泥涌水的發(fā)生。 發(fā)生突泥、涌水事故之后， 應立即啟動工區(qū)制定的突泥涌水應急 預案，同時根據流量大小確定引排水方案，盡快排除洞內積水，確保 后續(xù)處理措施的及早進行。 9、排水施工管理 (1) 配備足夠、富裕的抽水設備， 保證施工生產安全和工程進度。 (2) 完善各種排水機械設備的安全操作規(guī)程和維護保養(yǎng)