龍廈淹井提高追排水施工速度QC課件

淹井災(zāi)害追排水施工方案的研究與應(yīng)用中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司龍廈鐵路追排水施工QC小組一、工程概況二、小組簡介三、選擇課題四、設(shè)定課題目標(biāo)五、提出方案，確定最佳方案六、問題的假想預(yù)測七、制定對策八、對策實(shí)施九、總體效果檢查對比十、總結(jié)及鞏固匯報(bào)內(nèi)容

象山隧道是新建龍巖至廈門鐵路的重點(diǎn)控制性工程，隧道設(shè)計(jì)為單線雙洞，左右線正線分別長15898米，占線路總長度的1/10，隧道設(shè)有輔助施工斜井5座。象山隧道為特長鐵路隧道，其長度和難度在國內(nèi)隧道建設(shè)史上均能名列前茅。隧道地質(zhì)條件極其復(fù)雜，要克服煤層瓦斯、軟巖變形、斷層、巖爆、溶蝕地層、涌水等多種地質(zhì)危害，被鐵道部評定為極高風(fēng)險(xiǎn)隧道。其中，1#~2#斜井間施工過程中揭示該段為灰?guī)r地段，存在較大的溶腔和溶槽，溶腔充填物為粉細(xì)砂及黏土，局部含有中砂和卵礫石，存在較大巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害。中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司承擔(dān)隧道進(jìn)口和1#、2#、3#斜井及對應(yīng)正洞的施工任務(wù)。2009年12月23日,象山隧道1#斜井右線出口YDK24+158掌子面發(fā)生巖溶涌水地質(zhì)災(zāi)害，災(zāi)害發(fā)生后我部迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,將施工人員撤離至安全地帶，未造成人員傷亡。涌水速度最高達(dá)7227m3/h，隨后總體呈下降趨勢，但由于洞內(nèi)涌水受地表降雨補(bǔ)給明顯，個(gè)別時(shí)段涌水量依然達(dá)3000～4000m3/h。本次災(zāi)情淹沒象山隧道左右線各4100m，同時(shí)大量機(jī)械設(shè)備、材料被淹，造成1#斜井停工長達(dá)8個(gè)月。一、工程概況三、選擇課題淹井是礦山、隧道等井下施工企業(yè)的重大災(zāi)害事故，發(fā)生原因多數(shù)是由于水文地質(zhì)情況不清或隧道、井巷與巖溶、富水?dāng)鄬?、采空區(qū)布置不當(dāng)，導(dǎo)致頂、底板與強(qiáng)含水層或積水區(qū)透水。如2005年9月25日中鐵12局施工的祈岳山隧道、2006年1月21日中鐵11局施工的馬鹿箐隧道、2007年8月5日中鐵十六局施工的野三關(guān)隧道、2008年7月21日中鐵一局施工的云霧山隧道均因巖溶突水淹沒隧道。地震、洪水等嚴(yán)重自然災(zāi)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園隧道山洪灌入造成淹井。戰(zhàn)爭破壞，礦井排水能力不足，管理不善等也都可能引起淹井事故。淹井嚴(yán)重威脅井下作業(yè)人員生命及財(cái)產(chǎn)安全，以2010年3月28日發(fā)生的“王家?guī)X”透水事故為例，153人被困井下，事故發(fā)生七天后，救援隊(duì)伍遲遲下不了井？通風(fēng)沒有問題，安全措施完備，但排水慢卻成了一道難以邁過的坎！象山隧道巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，涌水抽排成為恢復(fù)施工必須要面對的一個(gè)課題，本公司在此工程中無類似工程施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。項(xiàng)目部需要?jiǎng)?chuàng)建新型的追排水施工方案本次QC小組活動(dòng)的課題為“淹井災(zāi)害追排水施工方案的研究與應(yīng)用”（一）問題的提出（二）課題確定

在淹井排水中，隨水位下降而跟著移動(dòng)的排水設(shè)備稱為追排水設(shè)備，淹井排水一般稱之為“追排水”。四、設(shè)定課題目標(biāo)目標(biāo)目標(biāo)值目標(biāo)的可行性論證

象山隧道巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后洞內(nèi)蓄水追排快速、安全進(jìn)行。

擬在4個(gè)月內(nèi)完成DK20+003~DK24+158段左右線各4100m洞內(nèi)蓄水46.5萬m3及潰水口地下水動(dòng)態(tài)補(bǔ)給，即平均每天向前推進(jìn)約40m，抽排蓄水40000m3

，抽排動(dòng)態(tài)補(bǔ)給涌水72000m3，

根據(jù)現(xiàn)有隧道作業(yè)空間，合理化配置抽水設(shè)備，另外通過對潰口處理，將動(dòng)態(tài)水量補(bǔ)給控制在追排水能力的范圍內(nèi)，通過現(xiàn)場組織可以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

在追排水開始之前，圍繞課題，QC小組成員，通過討論分析，一致認(rèn)為目前動(dòng)態(tài)涌水量達(dá)約為4000m3/h，在進(jìn)行追排水施工前，必須采取措施將潰口動(dòng)態(tài)補(bǔ)給水量減少，再通過合理的追排水方案進(jìn)行施工，并提出三種排水方案進(jìn)行討論，分別為直接排水、多段排水、混合排水。三種方案分析選定見附表5-1(詳見下頁)。通過比較分析，直接排水方案評為最佳方案五、提出方案確定最佳方案方案的提出方案的必選最佳方案確定最佳方案出來了！六、問題假想原因預(yù)測

1、追排水設(shè)備排水能力不足；2、潰口涌水量過大；3、電力供應(yīng)不足；4、水泵每推進(jìn)一次抽水量少；5、由于洞內(nèi)作業(yè)空間較小，泵站移動(dòng)后，再安裝排水管，工作效率過低；6、頻繁移動(dòng)泵站，排水設(shè)備有效作用時(shí)間短；7、停機(jī)瞬間回水壓力大，設(shè)備、管路故障率高。

假想問題主要?dú)w納如下：七、制定對策制表人：高戰(zhàn)飛時(shí)間：2010.4.15表7-1對策表序號(hào)原因?qū)Σ吣繕?biāo)措施地點(diǎn)時(shí)間負(fù)責(zé)人1追排水設(shè)備能力不足充分利用隧道凈空斷面及斜井，合理化設(shè)備選型及布置。將追排水能力發(fā)揮到最大(5000m3/h)正洞左右線各1臺(tái)泵站，每臺(tái)移動(dòng)泵站額定排水能力2000m3/h，斜井設(shè)1臺(tái)移動(dòng)泵站，額定排水能力1120m3/h，合計(jì)5120m3/h現(xiàn)場2010.4.20劉明梁開慶2潰口用水量過大對潰口進(jìn)行投料封堵將潰口涌水量控制在1000m3/h，同時(shí)封堵泥砂。利用定向鉆機(jī)在地表鉆孔，進(jìn)行投料、注漿實(shí)現(xiàn)“堵泥不堵水”。現(xiàn)場2010.3.1呂敬錢謝淮準(zhǔn)3電力供應(yīng)不足充分利用進(jìn)口、斜井工區(qū)網(wǎng)電。進(jìn)口、斜井工區(qū)網(wǎng)電不小于6000KW分別從隧道進(jìn)口、斜井將網(wǎng)電引入洞內(nèi)，以滿足施工需要?，F(xiàn)場2010.3.1劉明王占舉續(xù)上表對策表序號(hào)原因?qū)Σ吣繕?biāo)措施地點(diǎn)時(shí)間負(fù)責(zé)人4水泵每推進(jìn)一次抽水量少，頻繁移動(dòng)泵站，排水設(shè)備有效作用時(shí)間短延長進(jìn)水管將進(jìn)水管長度延長至40m，即水龍頭處水深達(dá)1.2m。進(jìn)水管管材選用材質(zhì)較輕的PE管，并在水籠頭上利用設(shè)置浮船，移動(dòng)進(jìn)水管前將管內(nèi)積水放完，然后利用PE管自身浮力及浮船向前移動(dòng)，作業(yè)人員可在淺水區(qū)完成進(jìn)水管接長工作。每次移動(dòng)步距可相應(yīng)加長。

現(xiàn)場2010.4.20劉龍衛(wèi)劉明5人工搬運(yùn)、安裝排水管路，效率低自制鋼管搬運(yùn)車加快出水管安裝速度自制鋼管搬運(yùn)車，利用泵站與溝槽間的空間搬運(yùn)排水鋼管，減少人工作業(yè)面，提高搬運(yùn)效率現(xiàn)場2010.4.20張建明梁開慶6停機(jī)瞬間回水壓力大，設(shè)備、管路故障率高。安裝止回閥減少回水壓力，保護(hù)管路、設(shè)備排水管路正洞每隔500m、斜井每隔200m安裝一個(gè)止回閥，靠近抽水機(jī)出水管處安裝一個(gè)止回閥，將瞬間回水壓力對管路、設(shè)備影響降到最低。現(xiàn)場2010.4.20王占舉梁開慶制表人：高戰(zhàn)飛時(shí)間：2010.4.15根據(jù)上述指標(biāo)對潰口進(jìn)行封堵，采用美國T685車載頂驅(qū)定向鉆車自地表鉆孔至洞內(nèi)，孔徑為215mm，并下177mm套管，利用套管向孔內(nèi)投碎石+漿液，在洞內(nèi)形成混凝土擋水墻式塞體，將潰口封堵或?qū)⑺靠刂圃谝欢ǚ秶?，本隧道為防止封堵后水壓上升，采用半封堵方式將出水量控制?10m3/h以內(nèi)。為盡快恢復(fù)淹井，在第一時(shí)間進(jìn)行了洞內(nèi)水位上漲、地表徑流、降雨量、地下水位檢測，并分析水源來向及突水地點(diǎn)。根據(jù)掌握的資料推算突水穩(wěn)定后，掌子面潰口涌水約為3500m3/h，且受地表降雨補(bǔ)給明顯，波動(dòng)較大，不能直接進(jìn)行追排水，續(xù)封堵潰口。Q動(dòng)=推算Q動(dòng)應(yīng)小于910m3/hQ動(dòng)——最大動(dòng)水量，m3/h；K——圍巖中靜水經(jīng)裂隙流水使動(dòng)水增加的系數(shù)，取1.1~1.2；n——排水設(shè)備能力利用率，立井：n=0.65，斜井：n=0.5；Q總——排水能力，考慮到移動(dòng)泵站交錯(cuò)向前移動(dòng)，按2000m3/h控制。地表鉆孔封堵施工圖實(shí)施二：控制潰口涌水量根據(jù)設(shè)備吸程，將進(jìn)口管長度由10m增加到40m，考慮移動(dòng)泵站涉水長度，每推進(jìn)一次正洞水位可在原基礎(chǔ)上再降低0.33m。相當(dāng)于減少了三分之二的泵站移動(dòng)次數(shù)，大大提高功率。1、延長進(jìn)水管長度

進(jìn)水管管材選用材質(zhì)較輕的PE管，將PE管連接成整體，一端利用軟管與抽水機(jī)連接，一段安裝吸水籠頭，并在水籠頭上設(shè)置浮船，實(shí)現(xiàn)龍頭可隨水位變動(dòng)而自由升降。移動(dòng)進(jìn)水管前將管內(nèi)積水放完，然后利用浮船及PE管自身浮力人工推動(dòng)進(jìn)水管向前移動(dòng)，即加快了移動(dòng)進(jìn)水管的速度、降低了作業(yè)強(qiáng)度，又提高泵站移動(dòng)步距。2、提高泵站涉水深度由于移動(dòng)泵站裝配在自卸汽車上，通過對自卸汽車排氣筒的改造可提高泵站涉水深度，有效增加泵站移動(dòng)步距。實(shí)施三：增加泵站移動(dòng)步距，減少移動(dòng)次數(shù)PE管及浮船施工示意圖

追排水采用φ250排水鋼管，單根6m長的鋼管重大kg，且隧道內(nèi)襯砌、溝槽均已施做完成，作業(yè)空間小，人工搬運(yùn)鋼管困難且勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)現(xiàn)場自制管道搬運(yùn)車進(jìn)行管路倒運(yùn)，即加快了管路搬運(yùn)速度又降低了工作強(qiáng)度。為了減少管路、設(shè)備因停機(jī)瞬間回水壓力大，造成管路、設(shè)備故障率高。排水管路正洞每隔500m、斜井每隔200m安裝一個(gè)止回閥，靠近抽水機(jī)出水口處安裝一個(gè)止回閥，降低停機(jī)瞬間回水壓力對管路、設(shè)備影響。實(shí)施四：自制管路搬運(yùn)車，設(shè)置止回閥自制管道搬運(yùn)車排水管路增設(shè)止回閥QC小組活動(dòng)效果圖0活動(dòng)后25050075010001250制圖人：郭泉時(shí)間：2010.7.11150m/月目標(biāo)值150017501600m/月十、總結(jié)（一）制定追排水方案前須搜集的資料1、隧道淹沒時(shí)，水位上漲與其對應(yīng)時(shí)間的淹沒曲線。2、經(jīng)水量按標(biāo)高分布的圖表。3、預(yù)計(jì)動(dòng)水量與排深有關(guān)的變化曲線。4、靜止水位、井口、井底及各水平標(biāo)高。5、隧道總平面布置圖及井上、下對照圖。6、可供布置排水設(shè)備的斜井、平導(dǎo)斷面圖。7、淹沒隧道、斜井的穩(wěn)定情況，出水點(diǎn)位置及其周圍地址破壞情況。8、涌水的水質(zhì)分析資料：如酸、堿度及泥沙含量。（二）追排水前須確定追排水方案和計(jì)劃的主要內(nèi)容排水方案排水計(jì)劃1、選擇排水系統(tǒng)和追排方式；2、確定排水設(shè)備能力；3、選擇水泵規(guī)格及吊掛方式；4、制定由恢復(fù)排水過渡到永久排水的方法步驟。1、施工組織設(shè)計(jì)；2、設(shè)備、材料及用電計(jì)劃；3、工程銜接次序；4、排水進(jìn)度表；5、勞動(dòng)組織和技術(shù)安全措施。（一）制定追排水方案前須搜集的資料1、隧道淹沒時(shí)，水位上漲與其對應(yīng)時(shí)間的淹沒曲線。2、經(jīng)水量按標(biāo)高分布的圖表。3、預(yù)計(jì)動(dòng)水量與排深有關(guān)的變化曲線。4、靜止水位、井口、井底及各水平標(biāo)高。5、隧道總平面布置圖及井上、下對照圖。6、可供布置排水設(shè)備的斜井、平導(dǎo)斷面圖。7、淹沒隧道、斜井的穩(wěn)定情況，出水點(diǎn)位置及其周圍地址破壞情況。8、涌水的