隧道涌突水抽排水方案

XXXXXXXXXXXXXXXXX（KXX+XXXX～KXX+XXXX）XXX隧道突涌水抽排水專項施工方案編制：審核：批準：XXXXXXXX二零XX年XX月XXXX隧道XXXXXX掌子面涌突水抽排水施工方案編制依據(jù)及原則1.編制依據(jù)（1）現(xiàn)行有效的國家標準和交通部頒發(fā)的公路施工規(guī)范；（2）現(xiàn)場踏勘所獲取的有關資料；（3）國道XXXX線XXXXXX公路改建工程施工招標文件（招標編號：XXXXX）、清單、答疑（補遺）書及標前會上有關要求；（4）兩階段施工設計圖及相關文件；（5）相關地方政府部門、業(yè)主及指揮部、監(jiān)理等的要求；2.編制原則及范圍（1）科學合理的、安全高效的原則①編制科學施工方案的編制應建立在科學合理，滿足現(xiàn)行施工規(guī)范及設計要求的基礎上。②安全原則方案編制時除應合理組織，安排工序，還必須考慮作業(yè)時施工作業(yè)人員、機械設備及施工結構的安全為基本原則。③節(jié)約造價原則編制時應采用經(jīng)濟合理的方案，施工過程中合理按排工序，保證合理的施工進度，縮短工期降低成本，節(jié)約投資。編制范圍①XXXX隧道XXXX掌子面涌突水搶險措施；②涌突水后期排水措施。二、工程概況1.項目介紹本項目位于四川省XXXXXX縣境內(nèi)，是四川出川進滇入藏達邊的一條重要通道，是兩縣的干線公路和對外運輸?shù)纳€和主通道，是四川省《西部綜合交通樞紐規(guī)劃》及《國家公路網(wǎng)規(guī)劃》（2013－2030）中新規(guī)劃國道XXX線（以下簡稱“XX線”）的重要組成部分。本工程XXXX位于XXXXXX村，毗鄰金沙江左岸，起止里程為XXXXXXX，全長XXXXm，為特長隧道。根據(jù)投標及合同劃分，XXXXX隧道進口端XXXXXXXX段由XXXXX承建。(注：因調(diào)線進口起點里程變更為XXXX)2.涌水情況介紹20XX年XX月XX日晚10時30分左右，XXXXX隧道進口端XXX在進行掌子面掘進的過程中，洞身右側側壁拱腳突現(xiàn)涌水，涌水口直徑在30cm左右，水流勢急，周邊初支壁出現(xiàn)明顯壓力狀滲水。由于水勢過大，仰拱前集水坑水位很快上升，最終淹至XXXXX基層面，已施工初支淹沒深達5m，同時大量施工設備被淹。涌水出現(xiàn)后，施工現(xiàn)場人員立即上報項目領導及現(xiàn)場監(jiān)理，并積極組織安排現(xiàn)場人員全力搶險。由于措施及時有效，在搶險過程中，除1人輕傷外，未造成其它人員傷亡及重大財產(chǎn)損失事故。三、排水方案（一）水泵配置XXXX隧道進口端為反坡隧道，需設置主動排水方案。水泵配置考慮的因素主要有水量大小、排水長度及高差等因素。1.涌水量估算涌水出現(xiàn)后，現(xiàn)場人員已安裝1臺25KW水泵開始抽水。當現(xiàn)場技術人員到達現(xiàn)場時，水位已到達XXXX仰拱地面線位置，半小時后，水位上升到XXXX位置處。根據(jù)現(xiàn)場水位上漲情況，及隧道設計參數(shù)，可以初略地計算出涌水流量。如圖示。根據(jù)設計圖紙，本段為Z5a襯砌，初支凈寬=10.5m，由此估算涌水流量為：Q=（60+40）/2x2.95%x20x10.5/0.5=619.5m3/h2.排水高差及排水管道最短長度截至當日，隧道已掘進619m，洞口至G215線舊路最高點（XXXXX)距離為237m，此處與洞口高差為10m，按路線縱坡，集水坑（XXXX仰拱處，深度1m）與洞口高差為582x2.95%+1=18.26m，總高差超過28m。根據(jù)以上參數(shù)，確定抽水系統(tǒng)配置如下：管道最短長度L=819m（仰供K56+520-K55+701）水泵揚程Hw≥18.26+10+829÷100x1.3=39m（按100m損失1.3m）考慮管道接頭、彎管等因素，水泵揚程至少在40m以上水泵方可滿足要求。投入水泵揚程均在50m或50m以上。流量Q≥619.5m3/h，從經(jīng)濟的角度考慮，考慮配置多臺水泵聯(lián)合抽水，達到流量要求。由于事發(fā)突然，情況緊急，在已有條件下，必須盡快調(diào)集抽水設施緩解災情。在災情穩(wěn)定后，再按設計要求系統(tǒng)地制定排水措施。排水系統(tǒng)布置如圖示：（二）搶險階段排水措施（20XX年XX月XX日22：00-20XX年XX月XX日8：00）涌突水發(fā)生后，由于水勢猛烈，現(xiàn)場管理人員迅速撤離機械及人員，現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)理、技術主管、安全主管及值班隊長，作為臨時搶險指揮小組立即組織搶險。1.利用已有設施組織抽排水現(xiàn)場管理人員立即要求物資部人員調(diào)集項目部所有抽水設備及管道進入現(xiàn)場，不足物資立即采購。根據(jù)現(xiàn)場情況，從它處共調(diào)集37KW水泵1臺（原碎石場使用），25KW水泵2臺，7.5KW水泵6臺（現(xiàn)場自有）。新購置55KW多級泵5臺，45KW泵2臺，購置排水鋼管共計6400m,其中DN150鋼管3200m,DN90鋼管3200m。現(xiàn)場焊接4x2x1.5m3鋼水箱2只，用作抽排水中繼。同時在搶險過程中，還將隧道施工用的風、水管全部切換為抽水管道，接入水泵迅速抽水。后期水勢穩(wěn)定后，逐步留下新購設備繼續(xù)抽水，其余調(diào)集設備撤離更換歸還，保證各施工需要。2.組織人員、機械現(xiàn)場搶險（1）人員組織。現(xiàn)場其它工作全部停止，項目后勤人員及施工人員全部投入搶險工作，將各處運行的水泵拆除，全部運入現(xiàn)場備用。分成管道運輸小組15人，管道安裝小組20人，物資后勤小組15人，技術小組8人（電工2人、鉗工4人及焊工2人）。（2）挖機、鏟車等機械全部進入工作狀態(tài)，鏟車運輸管道及水泵、配電箱等設施。挖機開挖便道及XXXXXXXX線舊路交叉段的管道埋設溝槽等。（3）電工根據(jù)水泵功率設計抽水用電設計，配置用電系統(tǒng)，確保抽水系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。3.安排物資部增購設施及物資對現(xiàn)場不足的物資及設備根據(jù)現(xiàn)場抽排水實際情況，及時購進設備，全力抽水搶險。4.搶險投入設施、人力及物力本次突發(fā)涌突水，導致現(xiàn)場全面停工，施工單位需投入大量的人力物力進行搶險。投入人力、機械等見附件中表1-《XXX線XXXXXX進口端KXXXXX涌突水搶險排水用工、機械統(tǒng)計表》及表2-《抽排水投入設備設施清單》。（三）搶險后排水方案（20XX年XX月XX日8：00時-結束）1.后期排水影響因素分析（1）涌水源頭分析及水量測量在搶險過程中，業(yè)主、總監(jiān)辦及我部專業(yè)技術人員在現(xiàn)場反復查勘，通過對周邊環(huán)境觀察，發(fā)現(xiàn)XXXXXXX左右山側地表原有長流泉水因本次涌水流量明顯變小，說明本次涌突水與該泉水聯(lián)系緊密，涌水有長期穩(wěn)定的補給資源，涌水在隧道完工前可能不會自行消失。同時前期搶險過程中，多日有雨水出現(xiàn)，洞內(nèi)涌水量也出現(xiàn)明顯增漲趨勢，說明該水源受大氣補給明顯。搶險后，施工人員對現(xiàn)場涌水量進行多次測量，水量前后變化幅度在450-760m3/h之間，最終穩(wěn)定到620-660m3左右。（2）地形地質(zhì)情況影響本地為階地地形，隧道位于金沙江左岸高山下坡腳地帶，越過原老路后，為下一級階地，為村民耕地，與金沙江河面高差30-60m之間。區(qū)域地質(zhì)結構為老泥石流沖積扇形成的物源堆積體，底部受河流沖刷切割影響明顯，地表植被稀少，易受雨水侵蝕。抽出水流不能直接散排，防止水流沖刷切割侵蝕地面，造成二次災害。（3）周邊環(huán)境影響本地村民耕地緊臨原有公路，公路邊溝與村民灌溉系統(tǒng)連通，如果將水流直接排入既有系統(tǒng)中，由于水量巨大，勢必造成村民耕地長期浸泡水中，增加糾紛或民族矛盾。因此必須采取措施嚴禁水流進入村民耕地。（4）初支及洞身收斂變形影響水勢穩(wěn)定后，我部現(xiàn)場人員對初支加強了變形觀測，發(fā)現(xiàn)XXXXXXXXXXXX段初支已發(fā)生劇烈變形，最大變形量已達400mm，侵入二襯內(nèi)，影響結構安全。后期必須對該段落進行處理。為保證進入洞內(nèi)作業(yè)人員生命安全及財產(chǎn)安全，我部已按業(yè)主及相關部門要求，對本段初支采用小導管注漿及臨時護拱等措施進行了加固處理。后期具體施工按設計方案進行處理。2.后期排水措施根據(jù)前述，后期排水主要措施如下：（1）必須有持續(xù)穩(wěn)定的抽排水系統(tǒng)24小時連續(xù)運行根據(jù)設計圖紙，施工過程中的反坡排水嚴禁采用中央排水溝進行排水。因而在隧道未完工前，涌水未中斷前，必須有專門的抽排水系統(tǒng)持續(xù)運行，滿足排水需要。由于水量巨大，必須保證排水系統(tǒng)24小時正常運轉，持續(xù)抽排水，避免再次出現(xiàn)水流淹沒浸泡初支的現(xiàn)象，造成初支變形加劇甚至垮塌的風險。（2）配足足夠的排水流量及盈余根據(jù)現(xiàn)場實際測得的涌水量，抽排水系統(tǒng)每小時理論流量必須大于660m3，方能保證涌水與排水平衡。同時因為涌水來源受雨水補給有增大的危險，必須配備備用抽水設施及管道以便應急使用。①水泵配置。按照固定泵及機動泵兩種系統(tǒng)考慮。固定泵系統(tǒng)采用前期搶險保留的抽水設施，主要有25KW水泵1臺，45KW水泵2臺、55KW水泵2臺。機動泵采用多臺小泵根據(jù)水量大小及時投入。按照上述水泵配置，根據(jù)水泵技術參數(shù)，計算出設計總流量如下：Q=200x2+150x2+60x1=760m3，考慮到水阻及其它損失，抽水效率按85%考慮，流量Q實際=646m3，與涌水量相當，滿足當前排水要求。②管道配置。根據(jù)洞外地形及實際高差考慮，管道接至竹二路舊路最高點即可，由于水量巨大，區(qū)域地層為老泥石流洪積扇，為泥石泥物源體，流水易沖刷地表及村民農(nóng)作物，為保護環(huán)境及緩和融合村民關系，排水管道必須全長接入附近河道中。③應急措施。為了應對涌水受雨水補給影響及更多上層滯水存在的可能性，現(xiàn)場必須儲備更多大功率水泵及鋼管數(shù)量，以作應急之用。我部55KW水泵共5臺，盈余2臺，管道可局部利用隧道風水道系統(tǒng)（接頭在XXXXXX位置），需另購DN150及DN90鋼管各1200m作為儲備。（3）施工臨時排水系統(tǒng)由于洞內(nèi)地下水豐富，后期施工臨時排水采用小型抽水泵，開挖集水坑進行抽排。通過小泵將匯集水投入洞內(nèi)集水箱集水中繼后，通過周邊既有溝渠等排水系統(tǒng)排出。（4）增加專用配電系統(tǒng)水泵同時運轉，總功率達225KW，負荷相對較大，為保證后期運行穩(wěn)定及施工需要，抽排水系統(tǒng)必須配置獨立的用電系統(tǒng)。用電系統(tǒng)配置示意圖如下：為防止大電停電后無法抽水，用電系統(tǒng)必須接入發(fā)電機，以便停電期間及時切換電源，保證抽水連續(xù)作業(yè)。線路安設時沿隧道二襯壁安裝，采用膨脹螺栓將角鋼及磁瓶固定，每8m安裝一道。3.后期排水措施運行情況（1）現(xiàn)場值班制度現(xiàn)場按排專人抽水。由于水量較大，本地電源不穩(wěn)，容易造成設備損壞而中斷抽水，現(xiàn)場按排專人進行抽排水，每天24小時現(xiàn)場值班，保證系統(tǒng)全天侯正常運行。值班小組按3班制運行，每班安排值班隊長1人，值班人員3名，進行現(xiàn)場值守。出現(xiàn)緊急問題時，以便及時進行處理。（2）定期維護制度洞內(nèi)沉渣、及施工廢棄物等雜質(zhì)較多，易污染水泵，造成設備當機或燒毀電機，必須定期對水泵進水口進行清理，對集水坑內(nèi)沉渣進行清掏。搶險過程中，接管等比較倉促，接頭難免有滲漏水現(xiàn)象，需安排工人進行螺栓緊固或增加墊片乃至重新連接等工作。維護小組安排鉗工2名、電工2名，雜工2人。（3）實施應急預案隧道涌泥突水是一種危害極大的地質(zhì)災害事故。實際施工中處理只能采取各種預防措施。后期施工中除了加強觀測、實施超前地質(zhì)預報等技術手段外，必須制定科學合理的應急預案，避免人員傷亡及財產(chǎn)損失事故發(fā)生。四、涌突水安全防患措施根據(jù)以往的同類事件，涌突水事故發(fā)生后，往往造成巨大的安全事故，包括人員傷亡，財產(chǎn)損失等，給社會、家庭帶來嚴重影響。因此在后續(xù)施工中，對采取針對性的安全措施防患于未然。隧道施工由于其隱蔽性，地下事物未知，安全隱患往往難以預見，因而必須采用科學的技術手段加以偵測，做到事先了解，事先預防。1.實施超前鉆探，探明情況根據(jù)現(xiàn)有的科學技術手段，對掌子面涌突水的的探測最有效直觀的方法是采取長距離的超前鉆探，分析芯樣，了解前方地質(zhì)分布情況。由于鉆孔實施，往往能提前將水源探知，提前引出水流，起前泄壓、減壓的作用，同時也能根據(jù)水源距離提前做好防患或改變施工技術措施，減少涌突水事故發(fā)生的可能性及降低災害發(fā)生的危害程度。根據(jù)業(yè)主要求及實際施工需要，我部立即從公司調(diào)集XXXXXXXHA-90A液壓鉆機1臺，采用φ130鉆頭對掌子面實施超前鉆孔。共鉆孔12個（其中6個為泄壓孔），單孔長度40.5m。鉆孔過程中，鉆液呈黑色，在15m、20m及26m附近處均有夾層出現(xiàn)，鉆液變?yōu)辄S褐色。從總的鉆探結果揭示前方圍巖富水且有壓力，施工過程中必須加強觀測及預防。2.對初支實施臨時加固措施涌突水搶險完成后，我部現(xiàn)場技術人員也對初支段落進行了監(jiān)控量測，指揮部及總監(jiān)辦等單位領導也多次前來查看了解情況。經(jīng)現(xiàn)場觀察及監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示，XXXXXXXXXXXXXX段初支存在滲水、淋水、開裂、掉塊甚至坍塌等現(xiàn)象，局部變形已侵入二襯，存在巨大的安全隱患。為了保證進出施工人員及機具的安全，根據(jù)業(yè)主指揮部及總監(jiān)辦指示，我部及時地對過水段初支實施了加固處理，包括護拱、小導管注漿等臨時加固措施。（1）護拱參數(shù)為：護拱加固采用I20b工字鋼，緊貼初支斷面自仰拱面以上的全部斷面范圍。工字鋼每榀間距0.6m，安裝時用環(huán)向間距1m，長4m的Φ22系統(tǒng)錨桿及通長縱向連接筋進行固定，縱向連接筋采用Φ22鋼筋，鋼筋環(huán)向間距1m，拱腳1m以上施工長度4.5m的Φ42x4雙排注漿小導管為鎖腳錨桿。鋼架安裝后對整個初支面復噴一次，厚度在7cm以內(nèi)，鋼架兩邊用C25砼噴封閉包裹。（2）注漿小導管參數(shù)：每榀鋼架中間位置打設Φ42x4注漿小導管，環(huán)向間距1m，每根長度4.5m。打設完成后，采用1:05的CS漿注漿加固圍巖。3.永久支護措施通過前期施工及現(xiàn)場實際情況，本段洞身圍巖因地下水豐富，圍巖穩(wěn)定性極差，后期施工必須采取強支護，預注漿等施工措施確保施工安全。結合以往施工經(jīng)驗，我部建議如下方案：（1）采用預設計施工止?jié){墻，實施預注漿后，實施30m長Φ90超前大管棚。（2）工字鋼間距變?yōu)?.4m，初支網(wǎng)片由單層變?yōu)殡p層。（3）增強原有鎖腳系統(tǒng)，由每處2根3.5m長Φ42x4注漿小導管變?yōu)?根4.5m長Φ42x4注漿小導管。（4）系統(tǒng)支護Φ42x4注漿錨桿，長度由3.5m增長為4.5m，注漿液由水泥凈漿變?yōu)?:0.5的CS雙液漿。（5）按設計圖紙XXXXX施工后注漿封水加固。4.配合第三方單位，加強現(xiàn)場監(jiān)控量測及增加量測頻率涌水搶險完成后，我部技術人員及時地加密了監(jiān)控量測點，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上報各方及第三方監(jiān)測單位。第三方監(jiān)測單位也及時到達現(xiàn)場實施量測及指導我部工作，對我部監(jiān)測數(shù)據(jù)等進行了復核。5.制定應急預案。由于涌突水是隧道施工一種較為危險的地質(zhì)災害，施工前必須制定防涌突水應急預案，具體編制見第五段《防涌突水應急預案》。五、防涌突水應急預案1.應急預案的方針與原則堅持“安全第一，預防為主”、“保護人員安全優(yōu)先，保護環(huán)境優(yōu)先”的方針，貫徹“常備不懈、統(tǒng)一指揮、高效協(xié)調(diào)、持續(xù)改進”的原則。2.風險源分析根據(jù)本工程施工特點及水文地質(zhì)情況，隧道掌子面目前可能存在更大的突發(fā)性涌水事故，據(jù)此確定本項目的突發(fā)事件、風險或緊急情況為突發(fā)性涌水。3.應急策劃（1）機構與職責按照項目總體應急預案，施工時成立現(xiàn)場應急領導小組及各職能小組。職能小組有：通訊聯(lián)絡組、技術支持組、搶險搶修組、醫(yī)療救治組及后勤保障組。領導小組成員由項目經(jīng)理及項目各部室領導組成，組長由項目經(jīng)理擔任。各部室領導分別擔任各職能小組組長，組員由項目成員及班組長擔任。在換拱過程中一旦發(fā)生施工安全事故，項目部領導及有關部門負責人必須立即趕赴現(xiàn)場，組織指揮搶險，搶險領導小組及各職能小組自動成立，按預案方案明確職責及任務，迅速實施救援任務。（2）應急流程（1）應急流程圖緊急事故發(fā)生緊急事故發(fā)生人員傷亡上報綜合部或安質(zhì)部長人員傷亡上報綜合部或安質(zhì)部長搶險領導小組搶險領導小組上報監(jiān)理、業(yè)主、設計院現(xiàn)場處置、送醫(yī)院搶救搶險方案確定上報監(jiān)理、業(yè)主、設計院現(xiàn)場處置、送醫(yī)院搶救搶險方案確定物資、設備到位物資、設備到位進行搶險進行搶險搶險結束后、恢復生產(chǎn)措施及善后處理結果、針對應急處理結果進行總結，完善應急預案搶險結束后、恢復生產(chǎn)措施及善后處理結果、針對應急處理結果進行總結，完善應急預案應急事故發(fā)生處理流程圖（3）教育、應急演練為全面提高應急能力，項目部應對搶險人員進行必要的搶險知識教育，制定出相應的規(guī)定，包括應急內(nèi)容、計劃、組織與準備、效果評估等。項目部每年進行兩次應急預案指導，必要時，協(xié)同項目部進行應急預案演練。4.應急物資應急物資的準備是應急救援工作的重要保障，項目部根據(jù)潛在事件性質(zhì)和后果分析，配備應急救援中所需的救援機械和設備、交通工具、醫(yī)療設備和藥品、生活保障物資。主要應急物資如下：①配備適當?shù)木壬骶?，如救生衣、水褲、安全繩等；②內(nèi)部電話、對講機等聯(lián)系工具保持暢通；③自備發(fā)電機和照明專線保持良好工作狀態(tài)；④預備鋼拱架、鋼管、水泥、水玻璃等物資；⑤洞口準備砂袋等物資。5.互相協(xié)議序號材料、設備名稱單位數(shù)量規(guī)格型號備注1挖掘機臺1SY195C2裝載機臺2Zl50c3發(fā)電機臺1440KW4發(fā)電機臺1300KW5注漿泵臺2ZJB-356水泵臺355KW7鋼管m1200DN1508鋼管m1200DN909PE管m1000Φ9010水管璃T5模數(shù)2.835B’e11救生衣件1012水褲件2013水靴件3014對講機只615防水電纜m3x50+116防水電纜m3x25+117救援汽車臺1三菱越野18救援汽車臺1皮卡項目部事先與地方醫(yī)院、政府相關職能部門建立正式的互相協(xié)議，以便在事故發(fā)生后及時得到外部救援力量和資源的援助。相關單位聯(lián)系電話表序號單位電話備注1當?shù)丶本入娫?202當?shù)嘏沙鏊?103交通保障1226.應急響應（1）值班電話：項目部實行晝夜值班制度，安質(zhì)部電話：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。（2）緊急情況發(fā)生后，現(xiàn)場要做好警戒和疏散工作，保護現(xiàn)場，及時搶救傷員和財產(chǎn)，并由在現(xiàn)場的項目部最高級別負責人指揮，立即電話通報到值班室，主要說明緊急情況性質(zhì)、地點、發(fā)生時間、有無傷亡、是否需要派救護車、消防車或警力支援到現(xiàn)場實施搶救，如果需要可直接撥打120、110等求救電話。（3）值班人員在接到緊急情況報告后必須立即將情況報告到緊急情況領導小組組長和副組長。小組組長組織討論后在最短的時間內(nèi)發(fā)出如何進行現(xiàn)場處置的指令。分派人員車輛等到現(xiàn)場進行搶救、警戒、疏散和保護現(xiàn)場等。然后由綜合部第一時間以小組名義打電話向上一級有關部門報告。（4）遇到緊急情況，全體職工應特事特辦、急事急辦，主動積極地投身到緊急情況的處理中去。各種設備、車輛、器材、物資等應統(tǒng)一調(diào)遣，各類人員必須堅決無條件服從組長或副組長的命令和安排，不得拖延、推諉、阻礙緊急情況的處理。7.突發(fā)事件應急方案（1）涌水