某隧道排水專項工程施工設計方案

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中國中鐵編制：審核：審批：中鐵五局集團蒙華鐵路MHTJ-15標段項目經(jīng)理部2016年4月隧道排水施工方案1、設計依據(jù)（ 1）隧道施工設計圖紙；（2）鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準等技術規(guī)；（ 3）隧道水文地質(zhì)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： 石家隧道省市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)石家村附近， 隧道 穿越區(qū)地層主要為泥質(zhì)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776m雙線單洞，隧道最大埋深約 80m隧道設單面上坡，坡

2、度為5.2 %o；白土坡隧道位于省市盧氏縣 橫澗鄉(xiāng)火石坡村， 隧道穿越區(qū)地層主要為泥質(zhì)粉砂巖， 局部夾砂質(zhì)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+900- DK759+849段 949m為 5.4 %。的上坡。反坡施工隧道： 寨隧道位于省市盧氏縣， 隧道穿越區(qū)地層較復 雜，主要為泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖、巖屑砂巖，隧道進口 里程為DK750+670出口里程為DK751 + 167隧道全長4

3、97m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+00C段330m為5.39 %。的上坡，其余為平坡段 167m 孟家坡 隧道位于省市盧氏縣橫澗鄉(xiāng)境 隧道穿越區(qū)地層為黃土、粉砂巖、泥質(zhì)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+000- DK755+950 段 900m 為 5.4 %。的上坡，DK755+95（ DK756+010段 60m為5.2 %。的上坡；家?guī)X隧道位于

4、省市盧氏縣橫澗 鄉(xiāng)境，隧道穿越區(qū)地層主要為泥質(zhì)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?qū)僭ノ魃降販貨鰸駶檯^(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42.1C，最 低氣溫-19.1 C，最冷月平均氣溫0.7 C,歷年平均降水量647.8mm 年平均降水量為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(zhì) 寨隧道隧址區(qū)覆蓋層主要為第

5、四系上更新統(tǒng)黏質(zhì)黃土及粗圓礫 土，其下為上第三系雪家溝組泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖、巖 屑砂巖。孟家坡隧道位于盧氏斷陷盆地， 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(zhì)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(zhì)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(zhì)粉砂巖、砂礫巖，局 部夾少量粉砂質(zhì)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DK756+80& DK756+828傾向小里程，推測為性斷裂 斷層面產(chǎn)狀為340°/ 50°,破碎帶寬約30mr 40m家?guī)X隧道隧址出露基巖為泥質(zhì)粉砂巖

6、，砂礫巖，局部夾泥巖，泥 質(zhì)粉砂巖巖體產(chǎn)狀穩(wěn)定，表層基巖風化較強烈，節(jié)理產(chǎn)狀不易量取， 洞身段為弱風化泥質(zhì)粉砂巖，巖體較完整，產(chǎn)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(zhì)粉砂巖夾泥巖， 洞身為泥巖、 泥 質(zhì)粉砂巖地層中。2.3 、水文地質(zhì)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0.11m3 /d.m ，正常涌水量約 34m3 /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

7、隙水和巖溶 水，隧道單位長度最大涌水量小于 0.2 m3 /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 35 m3 /d ，最大涌水量 55 m3 /d ，為貧水區(qū)。家?guī)X隧道地下水主要有孔潛隙水和基巖裂隙水及構(gòu)造裂隙水， 水 量總體較小， 隧道單位長度最大涌水量為 0.13 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(jù)降雨入 滲法預測隧道單位長度最大涌

8、水量為 0.31m3 /d.m ，隧道正常涌水量 為 300m3 /d ，最大涌水量為 469 m3 /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(jù)現(xiàn)場施工情況， 石家 隧道和白土坡隧道為順坡排水， 寨隧道、 孟家坡隧道和家?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(cè)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 段抽排方式進行排水， 施工過程中利用兩側(cè)排水溝， 根據(jù)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， 集水坑可采用 用鋼板焊接成水箱深， 水箱大小可根據(jù)每個緩坡帶的出

9、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(cè)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、反坡排水寨隧道、孟家坡隧道和家?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， 再用大功率的泥漿泵通過排水管道將水排到洞外。如下圖：£ F-/7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

10、二次拆遷前移?？紤]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(jù)具 體情況加密，泵站之間采用80mn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， 對兩個固定式排水泵站之 間積水采用洞兩側(cè)排水溝加橫溝自然匯集至高程較低的集水泵站， 由 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(zhì)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

11、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水的成分組成分析， 其主要水質(zhì)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。隧道泵站間水量遞增較大，為了考慮到在管理、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(shù) 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(jù)水量大小在數(shù)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

12、施工工區(qū)涌水量（n3/d ）水泵型號水泵數(shù)量備用數(shù)量抽水能力寨隧道53100QJ8-15/3225n3 /d孟家坡隧道277200QJ32-26/28820n3 /d家?guī)X隧道52100QJ8-15/3225n3 /d5、排水系統(tǒng)5.1、管路根據(jù)洞水量情況，結(jié)合選配的抽水設備，隧道出口端采用小型污 水泵、泥漿泵進行給水抽水，因仰拱施工為分段開挖施工，故左右兩 側(cè)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洞兩側(cè)，每隔150m- 200m設置1處，同時根據(jù)隧道 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

13、工作面5-20m3/d）合計確定，也可根據(jù)實際情況 進行調(diào)整大小。5.3、排水供電為確保洞排水正常進行，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80mni消防軟管，抽排至就 近泵站或臨時集水坑。為確保洞道路無水干爽，必須修建好兩側(cè)排水溝，確保洞滲水通 過側(cè)溝引入集水坑，防止在洞道路上漫流。6、管線布置排水管布置，充分考慮隧道洞所有管線的布置形式， 做到合理布置、安全使用、規(guī)施工，具體管線布置見下圖：洞污水抽出后，排至洞口污水沉淀池，經(jīng)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，

14、需實施超前地質(zhì)探測預報，設計有超前地質(zhì)鉆探預報方案時，按設計進行施作，設計無超前地質(zhì)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(zhì)情況，根據(jù)所鉆探的地質(zhì)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、及業(yè)主等，要 求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(jù)流量大小確定引排水方案，盡快排除洞積水，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(chǎn)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)細則，并 向