排水系统施工方案.docx

云南省牛栏江滇池补水工程输水线施工4标洞内排水系统施工方案一、概况1.工程简介牛栏江4标合同工作范围为输水线路桩号28+350.00038+250.004，即马路坡隧洞、小龙潭倒虹吸和大公山隧洞0-0001682工程，位于昆明市寻甸县境内，包括输水线路马路坡隧洞及其2条施工支洞、小龙潭倒虹吸和大公山隧洞0-0251682段洞身工程。其中马路坡隧洞长7773.742m，小龙潭倒虹吸长419.262m，大公山隧洞0-0251682段洞长1707m。合同范围内输水线路起点马路坡隧洞进口底板高程1958.570m，止点大公山隧洞1682桩号处底板高程1952.379m。隧洞内断面采用标准马蹄形断面，底拱半径为4.0m，侧底拱半径为6.0m，顶拱半径为2.0m，开挖断面约4.8m5.4m（宽高），倒虹吸设计过流断面为圆形断面，钢管直径3.4m。2.地质及水文资料隧洞沿线孔隙水、裂隙水和岩溶水均有分布。孔隙水分布于地表第四系松散堆积层中，埋深浅，为季节性上层滞留水。裂隙水分布于碎屑岩裂隙中，受大气降水补给，地下水动态变化较稳定。岩溶水分布于P1y、D3Z、C23等地层中,岩溶水主要是通过大气补给，沿垂隙式溶隙渗入，以洞隙状急变流向当地最低排泄基准面排泄，地下水动态变化比较大，与大气降水密切相关。岩溶水地下水水力坡度平缓，水流有一定的潜水面。根据钻孔揭露，碳酸盐岩洞段地下水位高程为1952.64m1967.70m，玄武岩洞段地下水位高程为1999.172146.51m。隧洞沿线可容岩分布广泛，占总长2/3。根据调查，工程区可容岩地层岩溶发育，根据勘探和专题研究成果，岩溶裂隙发育的洞穴、溶蚀带分布高程为1990m2200m，地下溶洞、岩溶管道、竖井、溶蚀裂隙发育，涌水、突泥、塌方问题突出。二、排水方案本标段隧洞围岩地质条件复杂，岩溶发育，地表常见大型岩溶漏斗，且隧洞围岩地下水位附近或以下，隧洞开挖过程中很有可能会遇到暗河、漏水、突泥等问题，因此在地下洞室开挖施工过程中，必须对地下水进行有效控制，对其排出能力有充分的考虑。各工作面当前涌水情况如下表：洞口名称洞型汛期涌水量旱季涌水量马路坡进口平洞10001300m3/d10001100m3/d马路坡1#支洞斜井600700m3/d300350m3/d马路坡出口平洞50100m3/d3050m3/d大公山进口平洞100150m3/d3050m3/d 说明：马路坡2#支洞暂无涌水。我标段拟采用“分段截流，分级排水”的方案组织排水，施工时在主洞一侧开挖、采用C20混凝土浇筑排水沟，排水沟净空400400mm，排水坡度为0.05%，延隧洞走向每200设一积水坑(3m2m2m)，隧洞内四周岩壁渗水流入排水沟中汇集至积水坑内。对于顺坡排水的洞口，采用地下水经排水沟自流出洞的排水方法，当水量过大时，在积水坑中增加潜污泵，分级抽排；对于反坡排水的洞口，采用潜污泵分级抽排出洞外。排出洞口的地下水排入污水处理池内，经处理达标后排放。具体排水施工方案如下：1. 顺坡排水马路坡隧洞出口、1#支洞主洞上游、2#支洞及主洞上游均属于顺坡排水，排水沟净空400400mm，排水坡度为0.05%，2#支洞排水坡度为1%。马路坡隧洞出口、1#、2#支洞主洞上游洞段延隧洞走向每200设一积水坑，地下水自流排出。隧洞内水沟排水按明槽恒定均匀流计算，根据谢才及曼宁公式：断面流量Q=AR2/3/ni1/2。式中：A：水沟最大流水断面面积，0.40.4m=0.16m2； R：水力半径，0.16/（0.4+0.4+0.4）=0.13； N：粗糙率，取0.045； i：坡度，0.05%则，Q=0.160.132/3/0.0450.00051/2=0.02m3/s=1728m3/d。当水量大于1728 m3/d时，在积水坑中增加1台潜污泵，型号WQ70-15-7.5，流量为70m3/h，口径100mm，积水坑之间采用114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)连接排水，顺坡排水水流损失约90%，有效抽水时间按20h计，增加的排水流量为7090%20=1260m3/d，当水量仍太大时，继续增加潜污泵及钢管，至满足排水要求。2#支洞排水坡比为1%，Q=0.160.132/3/0.0450.011/2=0.09m3/s=7883m3/d，如水量大于7883m3/d，增加潜污泵WQ70-15-7.5及钢管抽排至洞外。2.反坡排水马路坡隧洞进口、1#、2#支洞主洞下游均属反坡排水，采用水泵分级抽排洞外。隧洞一侧开挖、采用C20混凝土浇筑排水沟，水沟净空400400mm，坡度为0.05%，每200设一积水坑(3m2m2m)，洞内地下水经排水沟反向自流入积水坑，每个积水坑中设置1台7.5kw潜污泵，流量为70m3/h，接力排水，对于马路坡隧洞进口可直接抽排至洞口，1、2#支洞抽排至主洞与主洞交汇处积水坑，再经水泵抽排至支洞排水沟中，1#支洞经排水沟流入斜井底部水仓中，2#支洞经水沟自流排出洞外。反坡排水水流损失约15%，有效抽水时间按20h计,每积水坑中设置1台7.5kw潜污泵排水的排水流量为：70 m3/h85%20h=1190m3/d，当地下水水量大于1190 m3/d时，在每个积水坑中增加1台7.5kw潜污泵和1排 114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)，增加水泵后排水流量可达2380 m3/d，若仍不满足排水要求，可继续增加水泵和钢管。3.斜井排水马路坡1#支洞为斜井，斜井高程71.9m。在斜井底部设置一水仓，主洞上下游地下水经水泵抽排至平洞段水沟中自流入水仓。水仓中设置一台离心水泵，根据斜井高程为71.9m，选择扬程为90m，离心水泵型号为IS100-65-315，流量为100 m3/h，功率45kw，口径100mm，斜井段安装一排114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)钢管，与离心泵连接，将水抽排至洞外，斜井排水流量损失约35%，抽排流量为100 m3/h65%20 h=1300m/d。当主洞上下游地下水流量为1300 2600m/d时，在水仓中增加一台同型号离心水泵及斜井段114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)一套。当流量大于2600m/d时，则增加一台150S-100型水泵，扬程为100m，流量160 m3/h，功率75kw，口径150mm，斜井段增加一排168mm，壁厚9mm钢管(内径150mm)，水流损失约30%，增加的抽排流量为160 m3/h70%20 h=2240m/d，则斜井抽水流量可达4840m/d，若仍不满足排水要求，继续增加同型号水泵和钢管。4.工作面排水当洞内出现渗水量较大或出现涌水是，在工作面处开挖集水坑，调用备用抽水设备及时抽排地下水，以保证正常施工。每个洞挖施工工作面配置1台7.5kw潜污泵排除工作面前积水，同时，各洞口均备用7.5kw水泵4台。说明：以上计算式中水流损失均按经验估算，抽排水量以实际量测为准。三、水量测算当排水量大于3000m/d时，需进行水量量测及抽水台班记录。对于水沟自流排出的水量采用浮标量水或三角薄壁堰法测算；对于采用钢管抽排的水量，在每根钢管出水口处安装水表，每23天记录一次水表读数，根据水表读数计算抽排水量，记录表详见附表1；每天由现场技术员对洞内抽水台时进行记录，记录表详见附表2。四、水泵型号及参数型号流量(m/h)功率(kw)扬程(m)口径(mm)备注WQ70-15-7.5605.515100WQ70-15-7.5707.515100IS100-65-3151004590100150S-10016075100150 附表：1.洞内抽排水量量测记录表 2.牛栏江4表抽水台时记录表中铁十六局集团第五工程有限公司牛栏江滇池补水工程项目经理部 2010年11月云南省牛栏江滇池补水工程输水线施工4标洞内排水系统施工方案一、概况1.工程简介牛栏江4标合同工作范围为输水线路桩号28+350.00038+250.004，即马路坡隧洞、小龙潭倒虹吸和大公山隧洞0-0001682工程，位于昆明市寻甸县境内，包括输水线路马路坡隧洞及其2条施工支洞、小龙潭倒虹吸和大公山隧洞0-0251682段洞身工程。其中马路坡隧洞长7773.742m，小龙潭倒虹吸长419.262m，大公山隧洞0-0251682段洞长1707m。合同范围内输水线路起点马路坡隧洞进口底板高程1958.570m，止点大公山隧洞1682桩号处底板高程1952.379m。隧洞内断面采用标准马蹄形断面，底拱半径为4.0m，侧底拱半径为6.0m，顶拱半径为2.0m，开挖断面约4.8m5.4m（宽高），倒虹吸设计过流断面为圆形断面，钢管直径3.4m。2.地质及水文资料隧洞沿线孔隙水、裂隙水和岩溶水均有分布。孔隙水分布于地表第四系松散堆积层中，埋深浅，为季节性上层滞留水。裂隙水分布于碎屑岩裂隙中，受大气降水补给，地下水动态变化较稳定。岩溶水分布于P1y、D3Z、C23等地层中,岩溶水主要是通过大气补给，沿垂隙式溶隙渗入，以洞隙状急变流向当地最低排泄基准面排泄，地下水动态变化比较大，与大气降水密切相关。岩溶水地下水水力坡度平缓，水流有一定的潜水面。根据钻孔揭露，碳酸盐岩洞段地下水位高程为1952.64m1967.70m，玄武岩洞段地下水位高程为1999.172146.51m。隧洞沿线可容岩分布广泛，占总长2/3。根据调查，工程区可容岩地层岩溶发育，根据勘探和专题研究成果，岩溶裂隙发育的洞穴、溶蚀带分布高程为1990m2200m，地下溶洞、岩溶管道、竖井、溶蚀裂隙发育，涌水、突泥、塌方问题突出。二、排水方案本标段隧洞围岩地质条件复杂，岩溶发育，地表常见大型岩溶漏斗，且隧洞围岩地下水位附近或以下，隧洞开挖过程中很有可能会遇到暗河、漏水、突泥等问题，因此在地下洞室开挖施工过程中，必须对地下水进行有效控制，对其排出能力有充分的考虑。各工作面当前涌水情况如下表：洞口名称洞型汛期涌水量旱季涌水量马路坡进口平洞10001300m3/d10001100m3/d马路坡1#支洞斜井600700m3/d300350m3/d马路坡出口平洞50100m3/d3050m3/d大公山进口平洞100150m3/d3050m3/d 说明：马路坡2#支洞暂无涌水。我标段拟采用“分段截流，分级排水”的方案组织排水，施工时在主洞一侧开挖、采用C20混凝土浇筑排水沟，排水沟净空400400mm，排水坡度为0.05%，延隧洞走向每200设一积水坑(3m2m2m)，隧洞内四周岩壁渗水流入排水沟中汇集至积水坑内。对于顺坡排水的洞口，采用地下水经排水沟自流出洞的排水方法，当水量过大时，在积水坑中增加潜污泵，分级抽排；对于反坡排水的洞口，采用潜污泵分级抽排出洞外。排出洞口的地下水排入污水处理池内，经处理达标后排放。具体排水施工方案如下：1. 顺坡排水马路坡隧洞出口、1#支洞主洞上游、2#支洞及主洞上游均属于顺坡排水，排水沟净空400400mm，排水坡度为0.05%，2#支洞排水坡度为1%。马路坡隧洞出口、1#、2#支洞主洞上游洞段延隧洞走向每200设一积水坑，地下水自流排出。隧洞内水沟排水按明槽恒定均匀流计算，根据谢才及曼宁公式：断面流量Q=AR2/3/ni1/2。式中：A：水沟最大流水断面面积，0.40.4m=0.16m2； R：水力半径，0.16/（0.4+0.4+0.4）=0.13； N：粗糙率，取0.045； i：坡度，0.05%则，Q=0.160.132/3/0.0450.00051/2=0.02m3/s=1728m3/d。当水量大于1728 m3/d时，在积水坑中增加1台潜污泵，型号WQ70-15-7.5，流量为70m3/h，口径100mm，积水坑之间采用114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)连接排水，顺坡排水水流损失约90%，有效抽水时间按20h计，增加的排水流量为7090%20=1260m3/d，当水量仍太大时，继续增加潜污泵及钢管，至满足排水要求。2#支洞排水坡比为1%，Q=0.160.132/3/0.0450.011/2=0.09m3/s=7883m3/d，如水量大于7883m3/d，增加潜污泵WQ70-15-7.5及钢管抽排至洞外。2.反坡排水马路坡隧洞进口、1#、2#支洞主洞下游均属反坡排水，采用水泵分级抽排洞外。隧洞一侧开挖、采用C20混凝土浇筑排水沟，水沟净空400400mm，坡度为0.05%，每200设一积水坑(3m2m2m)，洞内地下水经排水沟反向自流入积水坑，每个积水坑中设置1台7.5kw潜污泵，流量为70m3/h，接力排水，对于马路坡隧洞进口可直接抽排至洞口，1、2#支洞抽排至主洞与主洞交汇处积水坑，再经水泵抽排至支洞排水沟中，1#支洞经排水沟流入斜井底部水仓中，2#支洞经水沟自流排出洞外。反坡排水水流损失约15%，有效抽水时间按20h计,每积水坑中设置1台7.5kw潜污泵排水的排水流量为：70 m3/h85%20h=1190m3/d，当地下水水量大于1190 m3/d时，在每个积水坑中增加1台7.5kw潜污泵和1排 114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)，增加水泵后排水流量可达2380 m3/d，若仍不满足排水要求，可继续增加水泵和钢管。3.斜井排水马路坡1#支洞为斜井，斜井高程71.9m。在斜井底部设置一水仓，主洞上下游地下水经水泵抽排至平洞段水沟中自流入水仓。水仓中设置一台离心水泵，根据斜井高程为71.9m，选择扬程为90m，离心水泵型号为IS100-65-315，流量为100 m3/h，功率45kw，口径100mm，斜井段安装一排114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)钢管，与离心泵连接，将水抽排至洞外，斜井排水流量损失约35%，抽排流量为100 m3/h65%20 h=1300m/d。当主洞上下游地下水流量为1300 2600m/d时，在水仓中增加一台同型号离心水泵及斜井段114mm，壁厚7mm钢管(内径100mm)一套。当流量大于2600m/d时，