某隧道斜井抽排水方案.doc

新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 新建铁路新建铁路 隧道工程隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 编 制 复 核 审 核 批 准 铁路项目经理部铁路项目经理部铁路项目经理部 201120112011 年年年 101010 月月月 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 1 目目 录录 1 编制依据 1 2 工程概况 2 3 地层岩性 2 4 水文地质 3 5 排水方案 3 5 1 隧道反坡排水的特点及重要性 3 5 2 总体方案 3 5 3 DK397 470 DK398 360 段 4 5 4 DK398 360 DK400 340 段 4 5 5 斜井排水 4 6 设备选型配套 5 6 1 抽水设备型号选型原则 5 6 2 水泵选型 5 6 2 1 固定泵站 5 6 2 2 移动泵站 6 6 3 需要配用的设备及位置表 6 7 排水系统 7 7 1 管路 7 7 2 集水坑设置 7 7 3 固定泵站设置 7 7 4 排水供电 7 7 5 其他 7 8 在洞外增加防水 防汛及防山洪措施 8 9 保证措施 8 9 1 组织管理保证 8 9 2 安全技术保障措施 9 10 应急预案 10 11 文明施工 环水保施工 10 11 1 污水处理 10 11 2 水土保持措施 10 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 2 1 编制依据编制依据 1 铁路 隧道工程设计图 线路平面图 线路纵断面图 隧 道说明书 2 铁路 隧道参考图 辅助坑道衬砌参考图 3 铁路隧道施工规范 TB10120 2002 4 铁路隧道防排水施工技术指南 TZ331 2009 5 隧道实施性施工组织设计 6 煤矿安全规程 7 我集团公司现有的施工技术 施工管理水平和机械设备配备能力 2 工程概况工程概况 隧道设计为双线隧道 线间距4 0m 进口里程为DK395 986 出 口里程为DK402 390 中心里程DK399 188 隧道全长6404m 最大埋深 200米 隧道DK397 587 97 DK399 563 43位于左偏曲线上 左线半径 R 3000m 右线半径R 3005m DK402 355 94 出口位于右偏曲线上 左 线半径R 2000m 右线半径R 1995 6m 其余皆为与直线上 隧道纵坡为 人字坡 大部分为上坡 仅出口段为下坡 坡度分别为5 1 坡长 1500m 4 9 坡长2050m 5 1 坡长2700m 3 坡长300m 本隧设计 1 处斜井 斜井与线路交会里程为 DK398 360 交会处隧 道底板高程为 66 032m 斜井洞口高程为 113 5m 高差 47 5m 斜井长 L 487m 斜长 斜井与线路平面交角为 89 斜井内坡段最大坡度为 10 综合坡度 8 81 斜井单车道设计 内轮廓宽 5m 高 6 02m 断 面 32 m2 斜井不作为永久结构 施工完毕后斜井与正洞相交处设不小于 3m 厚 C25 片石砼封堵 斜井井口设 5m 厚 C25 片石砼封堵 根据总体工期安排 我队施工 1 斜井 487m 及 DK397 470 DK400 340 段 2870m 正洞 斜井进正洞后需往两头掘进 出口方向 1980m 进 口方向 890m DK397 470 DK398 360 段 890m 隧道正洞为反坡排水 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 3 DK398 360 DK400 340 段 1980m 隧道正洞为顺坡排水 斜井 487m 为反 坡排水 3 地层岩性地层岩性 隧道范围内地表基岩裸露 局部覆盖第四系 Q3 dl pl 坡洪积薄层 粗角砾土 地层为蓟县系雾迷山组 Jxw 含燧石条带白云岩 灰色 深 灰色 燧石条带粗晶结构 厚 巨厚层状构造 节理裂隙较发育 局部 夹含迭层石白云岩和泥质含砂白云岩 4 水文地质水文地质 隧址区发育季节性水流 地表水不甚发育 隧道洞身范围内赋存少 量基岩裂隙水 主要受大气降水补给 根据设计地下水涌水量预测 DK397 470 DK398 360 段隧道穿越地层为白云岩 弱风化 节理裂隙较发育 岩体较完整 地下水类型为基岩裂隙水 渗透系数 K 0 1m d 弱富水 该段正常涌水量为 5000m3 d 最大涌水量 13200m3 d DK398 360 DK400 340 段隧道穿越地层为白云岩 弱风化 节理裂隙较发育 岩体较完整 呈块石状 渗透系数 K 0 1m d 弱富水 该段正常涌水量为 1700m3 d 最大涌水量 9600m3 d 5 排水方案排水方案 5 1 隧道反坡排水的特点及重要性隧道反坡排水的特点及重要性 反坡施工时 向洞内前进方向施工为下坡 洞内水向工作面汇集 需要及时抽排 以防止施工掌子面水积聚过深 影响隧道围岩的稳定和 危及隧道施工机械设备及施工人员的安全 影响正常的施工生产 5 2 总体方案总体方案 顺坡排水 在工作面设临时集水坑 采用移动式潜水泵抽至隧道左 侧沟内 自然汇集至斜井与正洞交叉口处固定泵站集水坑内 反坡排水 需设置泵站接力 在工作面设临时集水坑 采用移动式潜水泵抽至就近 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 4 泵站内 其余已施工地段隧道渗 涌 水经隧道内侧沟自然汇积到临时 集水坑内或泵站内 用污水泵将积水经排水管路抽排至上一级泵站内 如此由固定式泵站接力将洞内积水抽排至斜井与正洞交叉口处固定泵站 集水坑内 再由固定泵站污水泵将正洞进 出口方向积水经排水管路抽 排至斜井洞外 经沉淀池处理检测合格后排放 固定式排水泵站水仓容量按 5min 设计涌水量设计 并考虑施工和清 淤方便综合确定 临时集水坑根据汇水段水量大小而定 工作水泵按使 用 1 台 备用 1 台 检修 1 台配备 隧道涌水量大时要适当增加工作水 泵 同时 为防止断层突水 设置利用高压风管作为 1 套应急排水系统 并设专业排水队伍进行管理和操作 5 3 DK397 470 DK398 360 段段 DK397 470 DK398 360 段 890m 隧道正洞为反坡排水 隧道纵坡为 5 1 4 9 坡度较小 采用长距离管道排水配合小集水坑收集式反坡 排水 考虑隧道洞身较长 管段起点处隧道埋设较浅设计涌水量较大 水泵扬程等因素 拟在线路左侧 DK397 778 处设置固定式泵站 1 座 实 际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密和调整位置 泵站之 间采用 100mm 排水管长距离输送 前方施工掌子面积水采用临时集水 坑来收集积水 设潜水泵使用 80mm 消防软管将积水收集并输送至最近 的固定泵站集水坑内 对两个固定式泵站之间积水采用洞内两侧沟加横 沟自然汇集至高程较低的泵站集水坑内 由最后一级泵站传递至正洞与 斜井处泵站集水坑内 5 4 DK398 360 DK400 340 段段 DK398 360 DK400 340 段 1980m 隧道正洞为顺坡排水 在工作面 设临时集水坑 采用移动式潜水泵抽至隧道左侧沟内 自然汇集至正洞 与斜井处泵站集水坑内 5 5 斜井排水斜井排水 斜井洞身全长 487m 高差 47 5m 高差不大 考虑从斜井底固定泵 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 5 站将污水一次泵送至斜井洞外 排至洞外后 经截水沟将污水排至洞外 污水沉淀池处理 再排至河沟内 斜井内固定泵站在选择设备时需考虑 正洞 DK398 360 DK400 340 段影响 虽然该段正洞施工不存在反坡道 排水 但其正洞顺坡施工区段的隧道排水 在整体未贯通之前 仍需顺 坡排至正洞交界 DK398 378 处固定泵站集水坑 再抽排至洞外 因此布 置斜井底固定泵站时需考虑该段隧道涌水量 加大泵站的排水能力 6 设备选型配套设备选型配套 6 1 抽水设备型号选型原则抽水设备型号选型原则 6 1 1 隧道排水主要为隧道渗水 同时需要考虑到施工用水 水质除地 下水的本身成分外 主要还有岩石 石屑 泥浆 同时还有喷射混凝土 的回弹物 掺杂物 所以 除考虑到需排出的水量外 还应考虑到排水 的成分组成 6 1 2 洞内水量是逐段递增 则在各级泵站的水泵选型上 应按照排水 能力递增原则自下而上递增选配 6 1 3 各级泵站排水能力应充分配备 并有一定的储备能力 6 1 4 根据扬程合理选用水泵型号 泵站间水量递增较大 考虑到在管 理 操作维修上的方便 选用型号相同水泵 只是在设备数量上相应增 加 工作面移动水泵 选用移动轻便的水泵 实际操作根据水量大小在 数量上予以增减 6 2 水泵选型水泵选型 根据水文资料 DK397 470 DK398 360 段正常涌水量为 5000m3 d 最大涌水量 13200m3 d DK398 360 DK400 340 段正常涌水量为 1700m3 d 最大涌水量 9600m3 d 但根据目前斜井转入正洞后掌子面实际情况 无地下水 考虑到地 下水主要受大气降水补给 除汛期雨季降水较多外 其余季度降水量很 少 根据施组安排 施工至 DK397 470 围岩破碎 隧道埋深较浅处为干 旱季度 地下水较少 综合考虑各种因素 取隧道涌水量为 1300 m3 d 计 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 6 算 6 2 1 固定泵站固定泵站 根据 煤矿安全规程 第 278 条 水泵必须有工作 备用和检修水 泵 工作水泵的能力 应能在 20h 内排出 24h 的正常涌水量 包括充填 水及其他水 备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的 70 工作和备 用水泵的总能力 应能在 20h 内排出 24h 的最大涌水量 检修水泵的能 力应不小于工作水泵能力的 25 得 每个泵站排水流量为 Q 65m3 h 按 20h 工作计算 此外 根据 煤矿安全规程 第 278 条 水管必须有工作和备用的 水管 工作逤的能力应能配合工作泵在 20h 内排出 24h 的正常涌水量 工作和备用水管的总能力 应能配合工作和备用水泵在 20h 内排出 24h 的最大涌水量 每个泵站排水流量为 Q 65m3 h 18 1L s 查阅直管摩擦 损失简表中一定管道最大直径之最大流量限制表 选择管道直径 100mm 根据计算结果 对泵站水泵进行选择 正洞中间泵站配 1 台 30KW 污水潜水电泵 斜井底泵站配 2 台 30KW 污水潜水电泵 详细参数见表 泵站水泵参数 名称型号流量 m3 h 扬程 m功率 Kw 污水潜水电泵WQX80 80 30808030 泵站所配置的水泵总扬程还得考虑管道摩擦损失值 计算如下 斜井洞口与井底高差 47 5m 通过查阅直管摩擦损失表计算得水泵的管损值 Q 65m3 h 100mm 直管每 100m 的损失为 5 8m 则管损失为 5 8 4 87 28 2m 弯头和阀门损失按 3m 计 47 5 28 2 3 78 7m 80m 水泵满足要求 6 2 2 移动泵站移动泵站 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 7 掌子面局部涌水量大 在放炮 出碴过程中掌子面会出现大量囤积 水 为快速进行抽排水 忙使掌子面具备施工条件 为隧道施工的下一 工序节约时间 在掌子面处采用 8 200 5 5 型潜水泵 作为掌子面抽水专 用水泵 管道采用 80mm 消防软管 6 3 需要配用的设备及位置表需要配用的设备及位置表 各段落设置泵站位置及选用设备一览表 施工段落根据水量泵站位置选用型号使用数量备用数量抽水能力 掌子面移动 泵站 8 200 5 5 型 潜水泵 1140m3 h DK397 470 DK398 3601700m3 d DK397 778 左侧 WQX80 80 301180m3 h DK398 360 DK400 340 1700m3 d 掌子面移动 泵站 8 200 5 5 型 潜水泵 1140m3 h 1 斜井汇集3400m3 d DK398 378 左侧 WQX80 80 302180m3 h 7 排水系统排水系统 7 1 管路管路 根据洞内水量情况 结合选配的抽水设备 正常施工排水采用 3 套 管路 可根据隧道施工后洞内涌水情况增加管路 2 套为 100mm 管 材均为无缝钢管 一路检修备用 一路日常使用 1 套为 80mm 消防 软管 工作面上移动集水 7 2 集水坑设置集水坑设置 集水坑设于洞内工作面 临时集水坑的容量按该段 15min 的汇水量 加上施工用水量 每工作面 20 30m3 d 合计确定 一般集水坑尺寸为 2m 长 2m 宽 1m 深 容量 4m3 可根据实际情况进行调整大小 7 3 固定泵站设置固定泵站设置 固定泵站为整个施工过程结束前所使用的接力排水坑位置 根据估 算 1 斜井与正洞交界处 DK398 378 设置固定泵站 1 处 DK397 778 设 置固定泵站 1 处 反坡道正洞施工区域内设固定泵站的数量和密度 可 根据隧道断层的涌水量调整 泵站水坑容量计算按该段 15min 的汇水量 加上施工用水合计确定 其结构尺寸为 3m 长 2m 宽 1 5m 深 容量 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 8 9m3 可根据隧道开挖后的实际情况进行调整 泵站统一设置在洞内左侧 7 4 排水供电排水供电 由于水泵功率较大 新用电源电压为 380V 5 泵站用电从洞外引 入的 380V 动力线引接 超过 1Km 后电压不足时 考虑高压线引入洞内 7 5 其他其他 7 5 1 工作面排水采用移动式水泵 管路为 80 消防软管 抽排至就近 泵站或临时集水坑内 7 5 2 为保证洞内道路无水干爽 底板 仰拱必须及时跟进 修建好两 侧排水沟 确保洞内渗水通过侧沟引入积水坑内 防止在洞内道路上漫 流 8 在洞外增加防水 防汛及防山洪措施在洞外增加防水 防汛及防山洪措施 8 1 在 1 斜井口做好排水设施 做到排水畅通 并在洞口增加截水横 沟 防止地表水和施工排水倒灌进洞 根据洞口水量情况可适当加大横 沟断面 并在沟顶加盖铁篦子 做到排水和行车互不影响 雨季少量的 地表水进洞 立即启动排水系统 防止隧道积水 8 2 对 1 斜井口附近的水流及地势情况加以调查 并对洞口 100 米范 围内可能对隧道施工造成影响的河道溪流 在雨季加以监控 设专人值 班 及时掌握汛情 并制定相应的应急预案 在洞外增加防洪措施 储 备防洪物资 在必要时封堵洞口 以防止山洪倒灌进洞 8 3 对 1 斜井口洞顶上方的山坡 山谷等地貌情况加以调查 及时发 现隧道洞口上游山谷及坡顶的积水情况 防止在雨季出现堰塞湖及 洞 顶湖 等情况 发现时做到及时疏导排放 以防止发生山洪突发危及隧 道安全施工 9 保证措施保证措施 9 1 组织管理保证组织管理保证 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 9 9 1 1 在排水施工上不仅需要一套完善 合理的排水系统 还需在管理 上予以加强 才能达到预期的效果 成立专业排水班 制定相应的管理 措施 9 1 2 成立专业排水班 针对每个隧道工作面的排水情况 成立一个专业排水班 每个班设 班长 1 人 设备检修 2 人 泵站管理员 2 人 每站 工作面操作人员 2 人 各个工区排水劳动力一览表 施工工区工种类别人数合计备注 班长1 人 设备检修2 人 泵站管理员4 人 工作面操作人员4 人 正洞 DK397 470 DK398 360 正洞 DK398 360 DK400 340 1 斜井电工2 人 13 人 本工区人数为 24 小时值班 配置为双班制 9 1 3 建立严格的值班制度 每个隧道作业面的隧道排水日常工作坚持班长值班制 并制定抽水 记录表进行统一管理 发现问题及时处理 汇总问题进行总结分析 9 2 安全技术保障措施安全技术保障措施 9 2 1 对施工人员进行技术和操作培训 针对一些技术特点和操作要领 作重点讲解现场示范 9 2 2 对用电的排水设备要确保电路安装的正确 检查转向是否正确 设置接地装置及标志 要严格按照安全用电方案办理 做到一机一闸一 漏 9 2 3 几个泵站处 管道上均安装止回阀 以防发生水锤现象 造成电 泵损坏 新建铁路隧道工程新建铁路隧道工程 斜井抽排水方案斜井抽排水方案 10 9 2 4 电泵的冷却 采用下一个泵站抽上来的水直接浇至排水电泵上进 行冷却 9 2 5 由于洞内均为渗水 虽然使用水泵为污水泵 一旦进水口处产生 淤积将导致堵泵 为些 需要对坑内污水进行搅和 施工中采用在水泵 与管路的接口处安一处出水口并安装阀门 利用抽水的高压水不断对进 水口处进行冲搅 同时 利用高压风进行冲吹 防止污泥的淤积 9 2 6 针对隧道施工的特点 施工人员对隧道内排水沟及集水坑污泥杂 物要及时清理 对管路要定期检查维修 定期的用清水进行冲洗 9 2 7 在水泵进水口包裹铁窗纱 同时把水泵 工作面移动式 或进水 口放在竹筐内 可以防止污泥及杂物的进入而发生堵塞 9 2 8 当水位下降超过底座 间歇出水时 应立即停机进行检查 运行 一定时间后 须进行维护保养 及时进行保养和维修是确保设备正常运 转的必要措施 9 2 9 对隧道内的抽水设备要定期进行安全检查 并派专人负责管理 做到 24h 轮流值班 建立严格值班管理制度 10 应急预案应急预案 由于隧道 DK397 130 DK397 373 段洞身埋深较浅 埋深仅 29m 可能出现突水 涌水等突发事故 为些 在现有排水系统上增设 1 套设 备和管路做为应急措施 管路利用高压进水管路 100mm