三棱山隧道斜井反坡排水技術(shù)交底

1編制依據(jù)和編制X圍21.1編制依據(jù)21.2編制X圍22工程概況22.1設(shè)計(jì)情況22.2工程地質(zhì)情況22.3水文地質(zhì)條件23主要排水方案33.1總體方案33.2主要的排水系統(tǒng)方式43.3本工程擬采用的主要排水方案53.4排水系統(tǒng)64勞動力布置〔見表二〕75各項(xiàng)保證措施85.1組織管理保證85.2平安技術(shù)保障措施85.3電力保證措施96應(yīng)急預(yù)案91編制依據(jù)和編制X圍1.1編制依據(jù)〔1〕三棱山隧道線路縱斷面圖。〔2〕斜井及承擔(dān)正洞施工情況及進(jìn)度安排?！?〕工程部架子二隊(duì)現(xiàn)有的勞動力、施工機(jī)械設(shè)備?！?〕招投標(biāo)文件、國家、XX省相關(guān)法律與規(guī)定。1.2編制X圍三棱山隧道斜井1斜5+95～1斜0+00和斜井承擔(dān)正洞DK496+345～DK499+485段總體排水方案。本方案的目的是排除施工中出現(xiàn)的掌子面積水，減小積水對施工的影響，保障施工進(jìn)度和人員平安。2工程概況2.1設(shè)計(jì)情況三棱山隧道位于XX省XX市XX蒙古自治縣紫都臺鄉(xiāng)南部。進(jìn)口位于東臺子村東北側(cè)約800m，隧道出口位于下烏蘭木頭村。隧道起止里程為DK493+415～DK502+303，為雙線隧道，線間距5.0m，全長8888m，隧道全部位于直線上；隧道內(nèi)設(shè)“人〞字坡，隧道進(jìn)口至DK496+950為4.8‰的上坡；DK496+950至DK502+250為6‰的下坡，DK502+250至DK502+303為0‰的平坡。隧道的最大埋深約為217.56m。三棱山隧道斜井長595m，與正洞左線相交里程為DK498+000，夾角為41°，斜井井口底板頂面標(biāo)高為340.2619，1斜5+95～1斜5+10，1斜4+85～1斜2+85，1斜2+60～1斜0+60的坡度為7%，1斜5+10～1斜4+85，1斜2+85～1斜2+60，1斜0+60～1斜0+00的坡度為3%。1號斜井承擔(dān)著隧道正洞DK496+345～DK499+485段合計(jì)3140m施工及斜井自身施工任務(wù)。隧道斜井及斜井大里程方向?yàn)榉雌屡潘┕ぁ?.2工程地質(zhì)情況三棱山隧道位于低山丘陵區(qū)，地貌為基巖緩坡及沖溝，地形起伏不大。隧道X圍穿越地層較復(fù)雜，進(jìn)口為第四系上更新統(tǒng)坡洪積〔Q[3](dl+pl)〕粉質(zhì)黏土夾粗角礫土；洞身X圍多為侏羅系上統(tǒng)吐呼嚕組〔J[3t]〕凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)砂頁巖，其中DK496+717～DK496+867為凝灰質(zhì)角礫巖和斷層泥，DK498+529～DK499+300為凝灰質(zhì)角礫巖，DK499+610～DK501+475為白堊系侵入體〔α[5](2-3)〕安山巖。出口為第四系上更新統(tǒng)坡洪積〔Q[3](dl+pl)〕粉質(zhì)黏土、細(xì)角礫土。山澗溝谷局局部布第四系全新統(tǒng)坡洪積〔Q[4](dl+pl)〕堆積層。2.3水文地質(zhì)條件⑴地下水類型三棱山隧道地下水類型主要有第四系孔隙潛水及基巖裂隙水。第四系孔隙潛水主要分布于沖溝河道中，以淺部為主，含于碎石類土中，水位和水量受季節(jié)降雨量影響明顯。基巖裂隙潛水分布較廣，以淺部為主，含于基巖風(fēng)化帶、風(fēng)化裂隙及構(gòu)造節(jié)理裂隙中，水位和水量受季節(jié)降雨量影響明顯。⑵地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄三棱山隧道地下水主要由大氣降水等入滲補(bǔ)給。地下水的流向與地形根本一致，總的方向是自東南向西北流動，水力坡度較大，隧道區(qū)徑流條件良好。三棱山隧道地下水排泄方式主要有以下幾種：蒸發(fā)排泄和地下徑流排泄。地下徑流為其主要排泄方式，蒸發(fā)為本區(qū)普遍的重要排泄方式之一。隧道上方村莊生活及生產(chǎn)用水主要采用人工井取水，主要取自淺部基巖裂隙水，水量較小。⑶地下水的侵蝕性DK493+420～DK500+100段地下水無侵蝕性;DK500+100～DK502+303段地下水具化學(xué)侵蝕性,環(huán)境作用等級為H1級。具氨鹽侵蝕性,環(huán)境作用等級L1。具鹽類結(jié)晶侵蝕性,環(huán)境作用等級為Y2。⑷隧道設(shè)計(jì)涌水量斜井1斜5+21～1斜5+95正常涌水量80m3/d，最大涌水量300m3/d；斜井1斜0+00～1斜5+21正常涌水量40m3/d，最大涌水量1200m3/d〔2021年10月27日斜井出現(xiàn)最大涌水量約1500m3/d，里程：1斜1+20，對施工造成了重大干擾〕；正洞DK496+183～DK497+830正常涌水量1300m3/d，最大涌水量5379m3/d；DK497+830～DK498+580正常涌水量488m3/d，最大涌水量1241m3/d；DK498+580～DK499+698正常涌水量900m3/d，最大涌水量5366m3/d。3主要排水方案反坡施工即向洞內(nèi)施工前進(jìn)方向?yàn)橄缕?，洞?nèi)水向工作面聚集，需要及時(shí)抽排，以防止施工掌子面水積聚過深，影響隧道圍巖的穩(wěn)定和危及隧道施工的機(jī)械設(shè)備及施工人員的平安，影響正常的施工生產(chǎn)。由于三棱山隧道斜井及斜井大里程方向?yàn)榉雌滤淼朗┕ぃO(shè)計(jì)中出水量大，巖層穩(wěn)定，為確保施工平安，我工程部建立有效的排水設(shè)施，以防在施工中因反坡排水困難，或突水等危及施工平安，影響施工進(jìn)度。3.1總體方案反坡排水，需采用機(jī)械排水，設(shè)置多級泵站接力排水，工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時(shí)集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲〔涌〕水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然聚集到臨時(shí)集水坑內(nèi)或泵站水池內(nèi)，由固定排水泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上一級排水泵站內(nèi)，如此由固定式排水泵站接力將洞內(nèi)積水抽排至洞外，經(jīng)污水處理池處理后排放，固定式排水泵站水倉容量按5min涌水量〔最大設(shè)計(jì)量〕設(shè)計(jì)，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時(shí)集水坑根據(jù)匯水段匯水量大小確定。工作水泵按使用5臺，備用1臺，檢修1臺配備，針對隧道涌水量大時(shí)要適當(dāng)增加工作水泵；同時(shí)為防止突水，設(shè)置利用高壓風(fēng)管作為1套應(yīng)急排水系統(tǒng)。3.2主要的排水系統(tǒng)方式洞內(nèi)反坡排水方式，根據(jù)坡度、水量和設(shè)備情況布置管路和排水泵站，一次或分段接力排出洞外。根據(jù)本隧道的實(shí)際情況，擬在施工中采用的反坡排水系統(tǒng)布置方式有兩種：3.2.1集水坑接力式反坡排水對坡度較大隧道施工對排水電機(jī)揚(yáng)程要求相對較高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧道施工過程中分段開挖反坡排水溝，在每一段的終點(diǎn)開挖集水坑，設(shè)抽水機(jī)一臺，把積水抽至最后一段反坡，最后一個抽水機(jī)將積水排除洞外，采用接力的方式將水抽至洞外。如圖1：LK-集水坑間距is-線路坡度圖1集水坑接力式反坡排水方式3.2.2長距離管道配合小集水泵收集式反坡排水對坡度較緩的隧道反坡道施工排水，適合采用較長距離開挖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(nèi)，再用大功率的泥漿泵通過排水管道將水排到洞外。如圖2：洞內(nèi)平面布置示意圖圖2長距離采用的反坡排水方式這種方式的優(yōu)點(diǎn)是所需抽水機(jī)較少，需要開挖的集水坑較少，排水泵站較少，缺點(diǎn)是要安裝水管較長，抽水機(jī)需要跟隨坑道的掘進(jìn)二次拆遷前移。3.3本工程擬采用的主要排水方案3.3.1洞內(nèi)泵站布置三棱山隧道斜井及斜井大里程方向的排水方案方案隨掘進(jìn)施工在洞內(nèi)建立由三級排水泵站和一個過渡泵站、一個活動泵站組成洞內(nèi)梯級泵站，其中三級泵站為固定泵站隨仰拱施工每隔500米在綜合洞室內(nèi)建立；過渡泵站建立于掌子面附近的綜合洞室內(nèi)，隨掌子面掘進(jìn)向前延伸?；顒颖谜窘ㄓ谡谱用?，保證掌子面的正常施工。3.3.2洞外排水由泵站抽水至斜井洞口后，經(jīng)在洞口右側(cè)側(cè)溝和排水管線排出至枯槁河道中。3.3.3泵站抽水機(jī)具配備〔見表一〕泵站抽水機(jī)具配備表一序號泵站里程位置抽水設(shè)備臺數(shù)配備設(shè)備抽水能力〔m3/h〕備注1一級泵站DK498+000斜井WDB200-150-31522條φ150鋼管長595m2χ4002二級泵站DK498+900左側(cè)WDB200-150-31522條φ250鋼管長10002χ4003過渡泵站左側(cè)WDB200-150-31522條φ250鋼管長4002χ4004活動泵站掌子面WDB200-150-31544條膠管長100m×42χ4002χ200兩臺備用3.3.4泵站內(nèi)設(shè)計(jì)〔1〕固定泵站在選擇泵站時(shí)，盡量以綜合洞室作為機(jī)具停放點(diǎn)，泵站內(nèi)綜合洞室之間仰拱暫不施工，留作集水坑，集水坑在設(shè)計(jì)仰拱基底標(biāo)高根底上做加深處理，加深深度1.5米。采用砼墩的方式〔1.5米/1個〕保證運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)行。綜合洞室每臺水泵建立一個配電柜，每個泵站配1000米電纜。〔2〕過渡泵站為保證掌子面與固定泵站的排水通暢，在位于掌子面附近的綜合洞室內(nèi)建立過渡泵站，泵站內(nèi)每臺水泵設(shè)一個配電柜，泵站配500米電纜?！?〕臨時(shí)泵站掌子面的臨時(shí)泵站建立于掌子面左側(cè)，每個泵配置一個配電柜，施工中一個泵配100米電纜，考慮損耗，每個泵按300米電纜考慮；此外每泵配100米膠管，考慮施工損耗，每泵按300米考慮。3.4排水系統(tǒng)3.4.1管路根據(jù)洞內(nèi)水量情況，結(jié)合選配的抽水設(shè)備，正常施工排水采用2套管路〔可根據(jù)隧道施工后洞內(nèi)涌水情況增加管路〕：1套為Φ150mm、Φ200mm管材均為無縫鋼管〔一套檢修備用，一套日常使用〕；1套為Φ100mm高壓軟管〔工作面上移動積水〕。三棱山隧道斜井及大里程一側(cè)采用小型污水泵、泥漿泵進(jìn)展給水抽水，因仰拱施工為分段開挖施工，故左右兩側(cè)均應(yīng)在開挖過程中留給水坑，并及時(shí)抽水，防止給水給施工帶來的不利影響。3.4.2集水坑設(shè)置集水坑設(shè)于洞內(nèi)兩側(cè)，每隔150m～200m設(shè)置1處，同時(shí)根據(jù)隧道內(nèi)出水量情況予以適當(dāng)加密。臨時(shí)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20-30m3/d〕合計(jì)確定，一般集水坑尺寸為：2m〔長〕*3m〔寬〕*1.5m〔深〕，容量9m3，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)展調(diào)整大小。為確保洞內(nèi)道路無水干爽，必須修建好兩側(cè)排水溝，確保洞內(nèi)滲水通過側(cè)溝引入集水坑內(nèi)，防止在洞內(nèi)道路上漫流。3.4.4隧道排水靈活處理的要點(diǎn)在隧道單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置的排水溝，排水溝的大小要依據(jù)隧道的坡度和涌水量的大小確定。抽水設(shè)備要依據(jù)隧道洞內(nèi)涌水量的大小及集水坑匯水的情況而定，同時(shí)水泵的揚(yáng)程要參考隧道的坡度和起始點(diǎn)的高差，要盡量做到有一定的充裕量。3.4.6在洞外增加防水、防汛及防山洪措施在隧道進(jìn)口處做好排水措施，做到排水暢通，并在洞口增加截水橫溝，防止地表水和施工排水倒灌進(jìn)洞，根據(jù)洞口水量情況可適當(dāng)加大橫溝斷面，并用棧橋連接施工便道與隧道，做到排水和行車互不影響。4勞動力布置〔見表二〕洞內(nèi)外抽排水勞動力布置表表二序號工種人數(shù)備注1工班長2兩班制2電工2兩班制3修理工2兩班制4泵站人員4兩班制6清淤人員6注：洞內(nèi)各泵站去除淤泥人員；每星期清淤一次。合計(jì)155各項(xiàng)保證措施5.1組織管理保證在排水施工上不僅需要一套完善、合理的排水系統(tǒng)，還需在管理上予以加強(qiáng)，才能到達(dá)預(yù)期的效果。為此不僅成立了專業(yè)排水工班，每班組成：工班長2人，電工2人，維修工2人，其他10人。還制定嚴(yán)格的值班制度。每個隧道作業(yè)面的隧道排水日常工作堅(jiān)持工班長輪流24h值班制，并制定抽水記錄表進(jìn)展統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，匯總問題進(jìn)展總結(jié)分析。5.2平安技術(shù)保障措施對施工技術(shù)人員進(jìn)展技術(shù)和操作培訓(xùn)，針對一些技術(shù)特點(diǎn)和操作要領(lǐng)作重點(diǎn)講解和現(xiàn)場示X。對用電的排水設(shè)備要確保電路安裝的正確，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，設(shè)置接地裝置及標(biāo)志，要嚴(yán)格按照平安用電方案辦理，做到一機(jī)一閘一漏。水泵的冷卻采用下一個泵站抽上來的水直接澆至排水泵上進(jìn)展冷卻。由于洞內(nèi)均為滲水，雖然使用水泵為污水泵，一旦在進(jìn)水口處產(chǎn)生淤積將導(dǎo)致堵泵。為此，需要對坑內(nèi)污水進(jìn)展攪合，施工中采用在水泵與管路的接口處安一處出水口并安裝閥門，利用抽水的高壓水不斷對進(jìn)水口處進(jìn)展沖攪，同時(shí)利用高壓風(fēng)進(jìn)展沖吹，防止淤泥的淤積。針對隧道施工的特點(diǎn)，施工人員對隧道內(nèi)排水溝及集水坑內(nèi)污泥雜物要及時(shí)進(jìn)展清理，對管路要定期檢查維修，定期用清水進(jìn)展沖洗。在集水泵進(jìn)水口包裹鐵窗紗，同時(shí)把水泵或進(jìn)水口放在竹筐內(nèi)，可以防止污泥及雜物進(jìn)入而發(fā)生堵塞。當(dāng)水位下降超過底座，間隙出水時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查，運(yùn)行一段時(shí)間后，須進(jìn)展維護(hù)保養(yǎng)。及時(shí)地進(jìn)展保養(yǎng)和維修確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要措施。對隧道內(nèi)的抽水設(shè)備要定期進(jìn)展平安檢查，并派專人負(fù)責(zé)管理，做到24小時(shí)輪流值班，建立嚴(yán)格的值班管理制度。對易損的排水設(shè)備及管理配件要有必要的儲藏和供應(yīng)上的保障。5.3電力保證措施為保證排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，采用高壓電進(jìn)洞，通過洞內(nèi)變電站降壓后滿足施工要求。1．建立洞內(nèi)變電站將高壓電纜進(jìn)洞向前延