隧道斜井抽排水方案

1、隧道斜井抽排水方案目录1编制依据12编制原则13工程概况23.1设计概况23.2地质情况333工期情况43.4#斜井最大涌水量确定 44排水方案54.1 一号斜井排水总体方案54.2排水分步方案64.3辅助洞室大小确定84.4抽数设备配置方案95抽排水电力、管路系统设计 105.1排水管路设计 105.2排水电力设计 116在洞外增加防水、防汛及防山洪措施 117各项管理措施 127.1组织管理保证 127.2安全技术保障措施 128涌水应急 139设备管理 1410日常保养及维（修）护 1511注意事项 1512计算书及相关图纸 17一号斜井抽排水专项施工方案1编制依据(1) 铁路隧道工程施

2、工技术指南(TZ204-2008)(2) 给水排水工程快速设计手册(3) 铁路隧道辅助坑道技术规范(TB10109-95)(4) 改建铁路成都至昆明线峨眉至米易段扩能工程施工图(EMZQ-9)DK356+287.5 小相岭隧道设计图(成昆峨米施隧-26第1 4 册)(5) 当地的水文、气象及本项目的地质资料(6) 业主对本合同段工程的质量和工期要求(7 )我公司拥有的科技成果、工法成果、管理水平、现有的技术装 备力量和多年积累的类似施工经验2编制原则(1) 遵循招标文件条款的原则，积极响应招标文件的各项条款及要 求。(2) 在认真、全面理解设计文件的基础上，使施工技术先进，施工 方案可行，重信

3、誉守合同，坚持“科学组织、合理投入、优质安全、快速 高效、不留后患”的指导思想。(3 )严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和技术标准。(4 )贯彻执行国家和当地政府的方针政策、遵守法律法规、尊重当 地的民风民俗。(5)重视生态环境保护，在施工期间及竣工通车后严禁水土流失， 不破坏当地环境。3工程概况3.1设计概况(1 )工程概况本标段起讫里程：DK345+151.69DK367+182.79,全长22.031km。主要工程量包括小相岭隧道(长度21.775km，设一座贯通 平导，分进口、出口、一号斜井、二号斜井分别组织施工 )。其中一号斜井全长2.425km,斜井中线与平导中线交于PDK3

4、50+000，对应左线线路里程DK350+000，斜井最大纵坡10.2% ,综合坡度9.3% ,采用无轨双车道运输，内净空尺寸为7.5m (宽)X6.2m(高)，斜井与大里程端平面夹角141 5 57”。计划承担主隧道6060m (DK350+000DK4356+060)和平导隧道 6060m(PDK350+000PDK356+0060)施工任务。主隧道和服务隧道线间距为30m,主隧道底板比安全隧道底板低 60cm。(2) 地表水测区内地表水主要为地表沟水，水塘水及少量水田水，水量随季节性 变化较大，沟水旱季流量较小，雨季流量较大。受大气降水补给，以蒸发 及地下径流等形式排泄。(3) 地下水地

5、下水较发育，主要为基岩裂隙水及岩溶水。1)基岩裂隙水：主要赋存于砂岩等易富水地层的裂隙中，水量较丰富。2岩溶水：主要指存在等影组白云质灰岩、白云岩的地下水，水量较 丰富。根据DZ-XXL-05 钻孔揭示，稳定水位高程在 2011.11m，隧道路 基线高程约1862m.比路肩高程高约151m.推测水头压力约1.51MPa。 分析认为，该岩溶段位于岩溶的水平循环带。隧道施工可能遇到突水、涌 泥。应加强超前地质预报及红外线探水、 打超前钻孔，降低岩溶突水的风 险。3.2地质情况小相岭隧道一号斜井属于中山剥蚀地貌，斜井洞身穿越岩性为侏罗纪 系中统（J2x ）新村组泥岩、砂岩、页岩，侏罗系中统益门组（J

6、2y）泥岩、 粉砂岩夹长石石英砂岩及泥灰岩，上三叠系白果湾组（T3b）砂岩、页岩、粉砂岩夹炭质页岩及煤，洞身穿越地段大部分为软质岩及时代古老、受构 造影响严重、破碎的硬质岩。地层岩性分述如下：粉质黏土（ Q4dl+el ）：黄褐色、灰褐色，硬塑，夹少量碎石 角砾，10 50mm，一般厚0 3m，属H级普通土，D组填料。泥岩、砂岩、页岩（J2x）:紫红、深紫红色，含粉砂质，中 中厚层状长石石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩。节理较发育。强 风化带（W3）厚26m，属W级软石，C组填料；弱风化带（W2 ）属 级软石，B组填料。下伏益门组假整合接触。厚 5451023m。泥岩、粉砂岩夹长石石英砂岩

7、及泥灰岩（J1y）：该地层分为两段。上段（J2y2）岩性为紫红色泥岩、粉砂岩夹砂岩。下段（J2y1）岩性为紫红、灰绿色薄、中厚层状砂岩及砾状灰岩。其底部一套厚38m的中粒砂岩与三叠系上统白果湾组（T3b）为分 界标志。弱风化带（W2 ）,属W级软石，B组填料。厚142392m。砂岩、页岩、粉砂岩夹炭质页岩及煤（T3b）:灰色中、厚层 状细、中粒岩屑石英砂岩一粉砂岩一深灰色炭质水云母粘土岩一页岩。底部夹两层各厚0.25 0.45m的煤层。含大量植物化石碎片。弱风化带 （W2 ）,属W级软石，B组填料。厚398890m。据资料记载，在1881年6月，越西发生过震中烈度为W级的强震。 主要是有新构造

8、运动引起的。新构造活动带与老断裂带基本一致。3.3.工期情况根据成昆铁路峨眉至米易段扩能工程站前工程EMZQ-9标实施性施工组织设计，一号斜井计划于2018年6月16日完成与平导联通。 3.4 一号斜井最大涌水量一号斜井为无轨运输，井身坡度大，地下水发育，根据施组计划，与 平导贯通里程为 DK349+650 ，根据隧道设计涌水量计算，一号斜井至 平导贯通段最大水量见下表。表3-1 一号斜井平导与进口段水量统计表序号名称里程长度最大水量（m/d）DK349+9001正洞DK351+040114050112平导PDK349+650)19966074PDK351+6463 口. 号斜井X1DK0+0

9、00X1DK2+42524253000合计14085此段施工最大涌水量Q总=14085m 3/d，即最大小时流量Q1 = 14085/24=587m3/h。斜井井身最大小时涌水量 Q2=3000 -24=125m 3/h。4排水方案4.1 一号斜井排水总体方案一号斜井排水的总体思路：一号斜井长度 2425m，垂高约226m , 斜井井底平导置设固定泵站直接抽排水至洞外；在斜井井身施工期间，考虑斜井涌水水量，在井身施工前期分别设两级临时泵站接力式排水至井口 外，即掌子面设临时积水坑-移动泵站(9m 3移动水箱(1.5m X3m X2m ) t 1#临时泵站沉淀池1#临时泵站2#临时泵沉淀池2#临

10、时泵站 洞外沉淀池，经沉淀达标后排放。在井身施工后期，考虑设置排水泵站级数增多，出现故障的机率会相 应增加，因此离井底100m(X1DK0+100 )处设置过渡泵站，过渡泵站主要承担斜井和正洞固定泵站建成前隧道内的排水任务，即掌子面集水 坑过渡固定泵站沉淀池过渡固定泵站洞外沉淀池。当平导小里程开挖至PDK349+700 里程处时，设置平导固定泵站， 该泵站主要承担斜井、正洞和平导施工隧道内的排水任务；即掌子面集水坑-井底固定泵站沉淀池-井底固定泵站-洞外沉淀池。当平导进口至井底段贯通后，固定泵站停止使用，正洞、平导的水全部经平导顺流至洞外。 排水泵站布置见附图1 :4.2排水分步方案(1) 掌

11、子面开挖离井口在 200m(X1DK2+225 )范围之内当掌子面开挖离井口在200m范围之内时，采用多台高扬程污水泵 直接抽排水至洞外沉淀池。(2) 掌子面开挖离井口在 200m(X1DK2+225 )至9 775m(X1DK1+650 )范围之内时，当掌子面离井口距离超过200 m时，设一 移动泵站，掌子面污水泵抽排水至移动泵站， 再由移动泵站直接抽排至洞 外，随着开挖面向前掘进，移动泵站随着掌子面前移；当斜井施工距井口 到775m(X1DK1+650 )时，在井身右侧边墙开挖一洞室，设置一号临时泵站。临时泵站水泵所需扬程为HB=HSY/ ig = (72+4 ) -0.74=102.7m

12、式中HB 水泵所需扬程，m ;HSY 侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取HSY二井底与地面标高差+4 ;叶g管路效率。当管路在立井中铺设时，n g =0.90.89 ;当管 路在斜井中铺设，且倾角30 时叶g =0.830.8 ;= 30 0 时,叶g = 0.8 0.77 ; V20 时，n = 0.77 0.74(3) 掌子面开挖离井口 775m(X1DK1+650 )到1550m(X1DK0+875)范围之内时掌子面污水泵直接抽排至一号临时泵站，当开挖距一号临时泵站200 米时再按井口至一号临时泵站安装方案安装移动泵站，当开挖至X1DK0+755 里程时，在X1D

13、K0+875 处设置2#临时泵站。(4) 掌子面开挖离井口 1550m(X1DK0+875) 到2325m(X1DK0+100)范围之内时掌子面污水泵抽排水至2#临时泵站，由2#临时泵站抽排至一号临时 泵站将水抽排至井外。随着开挖面向前掘进，移动泵站随着掌子面前移， 当开挖至X1DK0+050 里程时，在X1DK0+100 里程处设置一过渡泵站， 由过渡泵站直接抽排水至井口。此泵站水泵所需扬程为HB=HSY/ ig = (217+4 )+0.74=298.6m(5) 掌子面开挖离井口 2325m(X1DK0+100) 到井底朝平导小里程方向300m( PDK349+650)范围之内时掌子面污水

14、泵抽排水至过渡泵站，由过渡泵站抽排至井外。随着平导 开挖面向进口掘进，当平导小里程开挖至 PDK349+650 里程处时，在 平导的左侧边墙上开挖1个洞室作为平导永久性固定泵站(正洞路面高 程高于平导路面，正洞的水顺流至平导)。固定泵站距斜井井口的高差为 229m，此泵站抽排至洞口需要的扬程为：HB=HSY/ ig= (229+4 ) -0.74=314.9m(6) 平导小里程方向贯通之前正洞 DK349+900DK356+020 段和平导 PDK349+650DK356+090 平导段全部为顺坡，平导的水直接流至固定泵站集水池内， 但正洞要开展仰拱施工，所以在仰拱施工前方施做临时集水坑， 截

15、断前面 的流水，再安装3台污水经泵经DN150管路抽排至固定泵站集水池内， 最终由固定泵站直接抽排出井外。(7)平导小里程方向贯通之后固定泵站停止使用，平导的水全部经平导顺流至洞外。 正洞仰拱施工 前方施做临时集水坑，截断前面的流水，再安装污水经泵经DN150管路 抽排至平导排水沟内，最终经平导顺流至洞外。4.3辅助洞室大小确定根据TB10109-95 铁路隧道辅助坑道技术规范规定：斜井、竖 井水仓容积宜按泵站10min15min排水能力设计。(1) 临时泵站设计按最大水量150m 3/h测算，临时泵站水仓应不小于 30m 3，考虑到 与井身倒车、变压器洞室大小一致，便于施工，临时泵站断面设计

16、为 6X 1.5 X5 X4.5m (宽 X 深X长X 高)。(2) 固定泵站及对应沉淀池设计一号斜井正洞、平导与进口平导贯通前设计涌水量为 705m 3/h ,则 平固定泵站容积应不小于140m 3，考虑停电、电压不稳等影响因素，固 定固定泵站水仓容积计划为180m 3。为减少水中杂物对抽水机、排水管路的影响，在固定泵站洞口方向10m的位置设置一处沉淀池。固定泵站和沉淀池水仓断面分别为 9 X2 X 10m、 10 X2 X10m (宽X深X长)。沉淀池与水仓采用50cm厚混凝土 隔墙。(3 )变压器洞室设计在每级泵站对面施作1处变压器洞室，断面为6 X6 X4.5m (宽X长 x咼)。4.

17、4抽数设备配置方案(1)设备配置原则根据TB10109-95 铁路隧道辅助坑道技术规范规定：1) 泵站应设有工作和备用的水泵及排水管，其工作泵和排水管的能 力，应能在20小时内排出隧道24小时的设计涌水量；备用水泵的配备 能力不小于工作水泵的总能力；2) 工作的水泵和排水管路以及备用的水泵和排水管路的总能力应能 在20小时内排出隧道24小时的最大涌水量(2 )不考虑突发涌水情况下的大功率抽水机的备用问题。抽水设备按照用一备一的原则进行配置，检修数量配置由施工单位考虑。(3 )抽水设备配置计算过程工作泵与备用泵工作能力等同(泵站总抽水能力是工作水泵的2倍), 则掌子面、临时泵站、过渡泵站和固定泵

18、站水泵配置能力可按如下方式计 算：587 X24 -20 X2=14088m 3/h ;则各级泵站抽水设备配置如下：表4-1 一号斜井抽水设备配置表序部作业面功额定流数变压抽水备斜井掌7 54 CCrA/h3斜斜丿丨掌7.51 UUI1 If 1132移动水30K80m/hA移动力J30Ko0m/h,43号临3d Hm/ho3井号山7 5Ki5um/h2500300m4彳 GCrA/hcnn2#临时7 5KI5um/h2500300m5过渡泵220328003Qd Hm5正过渡泵220155m i/h2800310m650-280m/h-6-20001680序部作业面功额定流数变压抽水备-78

19、洞进口掌4KW/ 25ni/h4平导ALL h=i j 进口仰* 1 I V V 1 Will/ 1 1 J100mVhr-45抽排水电力、管路系统设计5.1排水管路设计根据给水排水工程快速设计手册2.3管径计算d2=4Q/ n/V ,最高和最低允许流速：(1) 为防止发生水锤现象，最大流速不超过2.5 3.0m/s。(2) 当输送浑水时，为避免管内淤积，最小流速应大于0.6 m/s 各抽水机排水管径选择要求及出水口管径大小表5-1 一号斜井抽水设备配置表序功率额疋流量管径选择最:(mm小出水口口号(m3/h)最大318最小63管径122201 OU155O 1 O710109200-上-ww

20、u4501 2801 u7301 Uo146wuu200决定斜井段排水管路采用4趟219mm 焊管排水管路，为便于管路检修和保护抽水设备，每趟排水管每隔 400m安装1个铸钢闸阀，每台抽水机的管路前安装1个止回阀。正洞期间，隧道进、出口方向各布置1趟159mm 排水管路。具体数量如下：表5-2排水管路材料使用统计表名称规格排水法兰斜井132004400-数量正洞0-0-合计132004400-3高压219mm个2200022004戶J / 铸钢SIi i个厶厶W33V0厶厶w335JAT v止回i 个404614排水159mm十m01300011300077z -J法兰1 1 1个01 w v

21、 W43361 W V V V433681A- 盼 十 个000q高压11 个J0J2168J216810高丿 铸钢SI 1 1个u0二 1 uo33二 1 uo331-a-J vL回nr十0225.2排水电力设计从进口变电站使用趟10KV高压网电供一号斜井抽排水用电，井口 位置设置4台500KW 柴油发电机组并联，1台2000KVA变压器作为 抽排水备用电源系统。斜井左侧边墙挂设 2趟75m 2铜芯高压电缆为井 底抽水变电站供电。抽排水电力布置见附图 2:6在洞外增加防水、防汛及防山洪措施（1）在斜井出口做好排水设施，永临结合，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

22、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。（2 ）对斜井出口附近的水流及地势情况加以调查，并对洞口 100m 范围以内可能对隧道施工造成影响的河道溪流， 在雨季加以监控，必要时 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，储备必要的防洪物资，在必要时封堵洞口，以防止山洪倒灌进洞。（3 ）对斜井出口上方的山坡、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

23、施 工。7各项管理措施7.1组织管理保证（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 理上预以加强 才能达到预期的效果。为此不仅成立了专业排水队，还要 制定了相应的管理措施。（2）成立了专业排水队针对每个隧道工作面的排水情况，成立一个专业排水队，每个队设队 长1人、副队长1人、设备检修2人、排水工班2个班，每班组成：工 班长1人、泵站管理员2人 每站、工作面操作人员3人，合计人数： 16人；（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队长、副队长轮流 24 h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。7.2安全技术保障措

24、施（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 领作重点讲解并现场示范。（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； 严格按照临时用电方案作业，严格执行“三相五线制和三级配电两级保护” 的临时用电制度，实行“一机”、“一闸” “一箱”“一漏”。（3 ）各泵站处，扬程均大于100 m 管路上均配置止回阀，以防发生水锤现象，造成电泵损坏。（4）在集水泵进水口包裹铁窗纱，同时把水泵 （工作面移动式）或进 水口施在竹筐内，可以防止污泥及杂物的进入而发生堵塞。（5）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。及时地进行保养和维修是

25、确保设备正常运 转的必要措施。（6） 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24小时轮流值班，建立严格值班管理制度。（7）对易损的排水设备及管配件要有必要的储备和供应上的保障。排水施工不仅需要一套完善、 合理的排水系统，还需加强管理，才能达到 预期的效果。为此，需成立专业排水作业队，同时制定严格的值班制度， 隧道排水日常工作坚持队长和副队长轮流 24小时值班，并制定抽水记录 表统一管理，发现问题及时解决，保证隧道内能持续抽排水至洞外。8涌水应急为对潜在的隧道涌水事故做出应急准备， 在事故发生时，控制或中断 的进一步事故危害，保护人员安全，同时兼顾财产安全，以最大限度降低

26、 事故损失程度。当涌水量大于1120m3/h 时，立即启用斜井段高压供风 管路（ 219mm ）和高压供水管路（ 159mm ），同步再分别增架一趟 高压风水管路，以保持当突然瞬间增大 500m3/h 涌水时有足够管路排 水。同时根据现场情况，建立了涌水应急救援指挥领导小组， 下设应急救 援组，后勤保障组，治安保卫组、技术分析组、善后处理组应急工作，根 据涌水应急预案，需配备如下救援物资：表8-1应急救援物质编材料a【/ Q夂土 tn Jkk夂士编材771注浆机KBY53注浆堵水:2水泥P0440111 z J v / 注浆堵水:=13/J v I/O 水玻璃40Be101、口 /J、丿 注浆

27、堵水:E34应刍灯/1 V10丫工ZK七曰洞内每100米一5对厶，L2j、寸讲机/1 V5井底井口各不少6救石生V u 衣/60丿丿氐丿11仁r丿1、丿 作11/计 谕 人 吕7V火十绳/10沿所有路径挂牛设1T8高斯叭1/1 u3沿所有路径挂土设o9IT 1=1 F&30kcyj10编今口袋装河砂10OUrvy /1 u20编织袋装彳河砂，I uII氧a气袋弋 担架/ZU31 1-42-担架挖、装、运o1和井身施工共用9设备管理（1）所有机械实行挂牌制，坚持“三定四包”，即定人、定机、定 岗位；包保管、包使用、包保养、包任务、做到职责分明。（2） 机械操作人员，必须认真如实填写设备运转记录日

28、报表，统一考核机械的良好率和使用率。（3 ）操作人员要做到班前检查机况，班后擦拭机体，使设备外观整 洁，达到“三无”和“四不漏”（即无污垢、无锈蚀、无碰伤、不漏油、 不漏水、不漏气、不漏电）。（4）操作人员要严格按照本机说明书要求， 按质、按量、按时加油, 按时换油，保证油、水、气路畅通，保证设备经常处于良好状态下运行。（5）机械操作人员要做到“三懂、四会”（懂原理、懂构造、懂性 能；会使用、会保养、会检查、会排除故障），从而达到正确使用机械， 按规定保养，严格按安全技术操作规程精心操作。（6）机械操作人员认真填写交接班记录，消耗记录，力求准确齐全。（7）机械操作人员有权拒绝有碍于机械安全运转的施工安排，确保 安全生产。10日常保养及维（修）护（1 ）机械保修工作必须坚持“养修并重，预防为主”的原则，做到 定期保养，计划维修，保证机械处于完好可控状态。（2）维修人员应按规定的作业内容认真完成机械的例行保养和一级 保养。1）例行保养内容：清洁、紧固、调整、润滑、防腐，注重机械在每 班作业前后及运转中的检查保养，中心内容是检查，主要检查要害部位和 易损部位。2）一级保养内容：完成例行保养的一切工作，清洁各种滤芯，检查 各部的工作情况，排除隐患，按规定检查和补充润滑油脂，调整有关参数， 使其符合标准。3）当生产任务和保修任务发生矛盾时，可采取一些非常措施，确保 按规