桐木隧道进口排水方案

1、铁航空港集团蒙华铁路MHTJ-31标 桐木隧道排水专项施工方案新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-31标段（DK1696+200DK1758+525）桐木隧道排水专项施工方案（DK1702+779DK1706+811）编制： 审核： 批准： 中铁航空港集团蒙华铁路MHTJ-31标项目经理部二一六年四月铁航空港集团蒙华铁路MHTJ-31标 桐木隧道排水专项施工方案目录一、工程概况1二、自然地理概况12.1地理位置及交通12.2地形地貌12.3气象12.4水文地质1三、排水方案13.1 隧道反坡排水的特点13.2 总体方案23.3 主要的排水系统方式23.3.1 集水坑接力式反坡排水23.3.

2、2 长距离管道配合小集水泵收集式反坡排水2四、本工程拟采用的主要排水方案34.1桐木进口34.2桐木斗角槽斜井-大里程34.3桐木隧道斗角槽斜井-小里程44.4桐木隧道斗角槽斜井4五、排水量水量计算45.1桐木进口排水量计算45.2桐木斗角槽斜井-大里程排水量计算55.3桐木隧道斗角槽斜井-小里程排水量计算55.4桐木隧道斗角槽斜井排水量计算55.5 抽水设备型号选型原则65.6 需要配用的设备及位置表6六、 排水系统66.1 管路66.2 集水坑设置76.3固定泵站设置76.4排水供电76.5其他7七、隧道排水灵活处理的要点7八、在洞外增加防水、防汛及防山洪措施7九、各项保证措施89.1组织

3、管理保证89.2安全技术保障措施8十、应急预案8桐木隧道排水专项施工方案一、工程概况隧道进出口里程分部为DK1702+770DK1708+142，全长5372m，为单洞单线隧道，隧道最大埋设282m。本隧道设置斜井一座，位于线路右侧，斜井与正洞相交与DK1705+480处，与线路大里程夹角123.5°，长度737m。隧道分进口段、斜井段、出口段三段四工作面掘进，本方案适用于桐木隧道进口段及斜井段施工排水。二、自然地理概况2.1地理位置及交通桐木隧道进口位于江西省宜丰县黄岗镇，出口位于江西省宜丰县芳溪镇，洞身其余地段无村庄，隧道进、出口没有乡村公路通往，交通不方便。2.2地形地貌隧道地

4、域主要为剥蚀低山区，最高海拔590.山脉、沟谷大致呈WE向展布，地形起伏较大，相对高差200400m，自然坡度多在3045°，局部陡峭，植被发育，多为高大茂密乔木、杉树和毛竹，山间谷地多狭长、倾斜。2.3气象地处长江以南，江西省西部，属亚热带温暖湿润气候区，具有四季分明，雨量充沛，日照充足，无霜期较长，全年平均气温17.2摄氏度，年平均降水量1800毫米。2.4水文地质隧道区地下水主要为松散岩类风化层孔隙潜水、基岩裂隙水与构造裂隙水，受大气降水及地表水补给，向低洼处排泄。地下水径流、排泄方向主要受地形地貌和地质构造所控制，最终汇入修河。三、排水方案3.1 隧道反坡排水的特点桐木隧道内

5、设单面下坡，整座隧道坡度及坡段长度依次为-1（230m）、-3（1000m）、-5.1（2300m）、-4.7（400m）、-5.1（1050m）、-4.7（392m）。反坡施工即向洞内施工前进方向为下坡，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的机械设备及施工人员的安全，影响正常的施工生产。3.2 总体方案反坡排水，需采用机械排水，设置多级泵站接力排水，工作面积水采用移动式潜水泵抽至就近泵站或临时集水坑内，其余已施工地段隧道渗（涌）水经隧道内侧沟自然汇集到临时集水坑内或泵站水池内，由固定排水泵站将积水经排水管路抽排至上一级排水泵站内，如此

6、由固定式排水泵站接力将洞内积水抽排至洞外，经污水处理池处理后排放，固定式排水泵站水仓容量按5min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汇水量大小确定。工作水泵按使用1台，备用1台，检修1台配备，针对隧道涌水量大时要适当增加工作水泵；同时为防止突水，利用高压风管、水管作为应急排水系统。3.3 主要的排水系统方式洞内反坡排水方式，根据坡度、水量和设备情况布置管路和排水泵站，一次或分段接力排出洞外。根据本隧道的实际情况，拟在施工中采用的反坡排水系统布置方式有两种：3.3.1 集水坑接力式反坡排水对坡度较大隧道施工对排水电机扬程要求相对较高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧

7、道施工过程中分段开挖反坡排水沟，在每一段的终点开挖集水坑，设抽水机一台，把积水抽至最后一段反坡，最后一个抽水机将积水排除洞外，采用接力的方式将水抽至洞外的污水沉淀处理池。如下图： （LK-集水坑间距 is-线路坡度）图（一）：集水坑接力式反坡排水方式3.3.2 长距离管道配合小集水泵收集式反坡排水对坡度较缓的隧道反坡道施工排水，适合采用较长距离开挖固定式集水坑作为泵站，用小集水泵将开挖面的积水抽到最近的集水坑内，再用大功率的泥浆泵通过排水管道将水排到洞外。如下图：洞内平面布置示意图图（二）：长距离采用的反坡排水方式这种方式的优点是所需抽水机较少，需要开挖的集水坑较少，排水泵站较少，缺点是要安装

8、水管较长，抽水机需要跟随坑道的掘进二次拆迁前移。四、本工程拟采用的主要排水方案4.1桐木进口桐木隧道进口坡度较缓，采用长距离管道配合小集水泵收集反坡排水，考虑隧道反坡施工、最大涌水量、锚段位置以及水泵扬程等因素，桐木隧道进口拟设置固定式排水泵站3座，分别设置在DK1703+770（1#泵站）、DK1704+154（2#泵站）、DK1704+570（3#泵站）处；移动式自流高位水箱一座，施工时由DK1702+970向DK1703+350移动。实际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密。前方施工掌子面积水采用临时集水坑来收集积水，小集水泵用80mm消防软管将积水收集并输送至最近的较大的集水泵站

9、内，对两个固定式排水泵站之间积水采用洞内两侧设排水沟加横沟自然汇集至高程较低的集水泵站内，由最后一级排水泵站传递高位水箱自然流至洞外污水处理池。4.2桐木斗角槽斜井-大里程桐木斗角槽斜井-大里程方向隧道坡度较缓，拟采用长距离管道配合小集水泵收集反坡排水，考虑隧道反坡施工、最大涌水量、锚段位置以及水泵扬程等因素，拟设置固定式排水泵站3座，分别设置在DK1704+790（6#泵站）、DK1706+210（7#泵站）、DK1706+630（8#泵站）处。实际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密。前方施工掌子面积水采用临时集水坑来收集积水，小集水泵用80mm消防软管将积水收集并输送至最近的较大的

10、集水泵站内，对两个固定式排水泵站之间积水采用洞内两侧设排水沟加横沟自然汇集至高程较低的集水泵站内，由最后一级排水泵站传递DK1705+480处集水箱通过斜井排出。4.3桐木隧道斗角槽斜井-小里程桐木隧道斗角槽斜井-小里程方向上坡洞掘进；纵坡-5.1，自身纵坡难以自然排水，拟采用利用集水箱增高水位然后自然排出的排水方式。具体做法是每200m左右设置一集水箱，利用水泵将集水坑水抽到集水箱里，利用集水箱内水位差通过管道排至下一集水箱，依次接力DK1705+480处集水箱通过斜井排出；集水箱与集水箱之间设置加密集水坑，通过水泵将集水坑收集抽到集水箱排出。4.4桐木隧道斗角槽斜井桐木隧道斗角槽斜井设计综

11、合坡度9.34%，交叉点与斜井口高差68.6m，最大涌水量272.4m3/d，结合辅助施工通道，考虑到斜井后期承担接应正洞、两头掘进任务，斜井总正常为排水量为2059.8，预测最大排水量为：2858.9m³/d，排水难度大，拟在斜井井深底部及中部设置4#、5#两个集水箱式固定泵站，分两级抽水。五、排水量水量计算5.1桐木进口排水量计算桐木隧道进口正常涌水量3050.2 m3/d，最大涌水量4201.5 m3/d。主要涌水段出现在DK1704+200+360段，在2#站与3#站之间，主要排水压力在2#泵站。隧道纵向坡度-5.1下坡，参考泵业制造的抽水设备性能参数表，结合施工现场情况每级

12、泵站配备设备数量经计算： 排水量计算：最大排水量：Q =（vR2）/4 Q-每秒排水量，取值0.0486（m³/s），V-水流速度，取值2.5（m/s）计算尺排水管直径：R=0.157m排水管取内径取值为180排水管。最大排水量Q最大=175.1（m³/h）；正常排水量Q正常=127.1；综合以上计算结果，桐木隧道进口排水管采用180无缝钢管排水管；水泵选取为扬程20m，排水量为50（m³/h）两台、80（m³/h）一台，正常施工时使用排水量为50（m³/h）水泵，涌水量较大时使用排水量为80（m³/h）水泵，涌水特别大时两台50（m

13、³/h）水泵同时使用，达到最大涌水量时三台水泵同时使用。5.2桐木斗角槽斜井-大里程排水量计算正常涌水量为1321.7m³/d。预测最大涌水量为1820.6m³/d。排水量计算：最大排水量：Q =（vR2）/4 Q-每秒排水量，取值0.0211（m³/s），V-水流速度，取值2.5（m/s）计算尺排水管直径：R=0.103m排水管取内径取值为120排水管。最大排水量Q最大=75.8（m³/h）；正常排水量Q正常=55.1；综合以上计算结果，桐木斗角槽斜井-大里程排水管采用120无缝钢管排水管，水泵拟选取为扬程20m，排水量为50（m³

14、/h）两台，正常施工时使用一台排水量为50（m³/h）水泵，涌水量较大时两台50（m³/h）水泵同时使用。5.3桐木隧道斗角槽斜井-小里程排水量计算桐木隧道斗角槽斜井-小里程正常涌水量556.4m³/d，预测最大涌水量766.35m³/d。排水量计算：最大排水量：Q =（vR2）/4 Q-每秒排水量，取值0.0089（m³/s），V-水流速度，取值1.5（m/s）计算尺排水管直径：R=0.087m排水管取内径取值为100排水管。最大排水量Q最大=31.9（m³/h）；正常排水量Q正常=23.2（m³/h）；综合以上计算结果，

15、桐木斗角槽斜井-小里程排水管采用100无缝钢管排水管。5.4桐木隧道斗角槽斜井排水量计算桐木隧道斗角槽斜井正常为排水量为2059.8，预测最大排水量为：2858.9m³/d；交叉点与斜井口高差68.6m。排水量计算：最大排水量：Q =（vR2）/4 Q-每秒排水量，取值0.0331（m³/s），V-水流速度，取值2.2（m/s）计算尺排水管直径：R=0.138m排水管取内径取值为150排水管。最大排水量Q最大=119.1（m³/h）；正常排水量Q正常=85.8（m³/h）；综合以上计算结果，桐木斗角槽斜井水管采用150无缝钢管排水管，水泵拟选取为扬程40

16、m，排水量为50（m³/h）和80（m³/h）各一台，正常施工时使用排水量为50（m³/h）水泵，涌水量较大时使用排水量为80（m³/h）水泵，涌水特别大时两台水泵同时使用。5.5 抽水设备型号选型原则隧道排水主要为隧道渗水，同时需考虑到施工用水。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。洞内水量是逐段递增，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。各级泵站排水能力应充分配备，并有一定的储备能力。隧道施工后通过对洞内水的成分组成分析，其

17、主要水质除地下水的本身成分外，主要还有岩石、石屑、泥浆等成分，泥浆泵考虑选用高效耐磨渣浆泵。隧道内泵站间水量递增较大，为了考虑到在管理、操作维修上的方便，泵站间高差相近，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，采用移动轻便的水泵，实际操作根据水量大小在数量上予以增减。5.6 需要配用的设备及位置表桐木隧道进口设置泵站位置及选用设备一览表（见附录I）。六、 排水系统6.1 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）：1套为正常排水管；1套为80mm消防软管（工作面上移动积水）；1套为应急管道，高压风管和高压水管在

18、泵站和洞口位置预留排水接头，作为备用应急管道。6.2 集水坑设置集水坑设于洞内两侧，每隔150m200m设置1处，同时根据隧道内出水量情况予以适当加密。临时集水坑的容量按该段5min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）*3m（宽）*1.5m（深），容量9m3，可根据实际情况进行调整大小。6.3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水仓位置，其具体位置详见附录I，泵站水仓容量计算按汇水量加上施工用水合计确定，其结构尺寸为3m（长）*2.5m（宽）*1.5m（深），容量11.25m3，采用6mm钢板焊接而成，放置于下锚洞位置，

19、也可根据隧道开挖后的实际情况进行调整，泵站及排水线路设置在洞内右侧。6.4排水供电为确保洞内排水正常进行，不因电路问题导致抽排工作的间断，设置一条专用供电线路。由于水泵功率较大，新用电源电压为380V，所以泵站用电引入380V稳定电源。6.5其他工作面排水采用移动式水泵，管路为80mm消防软管，抽排至就近泵站或临时集水坑内。为确保洞内道路无水干爽，必须修建好两侧排水沟，确保洞内渗水通过侧沟引入集水坑内，防止在洞内道路上漫流。七、隧道排水灵活处理的要点在隧道单侧或双侧设置的排水沟，排水沟的大小要依据隧道的坡度和涌水量的大小确定。抽水设备要依据隧道洞内涌水量的大小及集水坑汇水的情况而定，同时水泵的

20、扬程要参考隧道的坡度和起始点的高差，要尽量做到有一定的富余量。八、在洞外增加防水、防汛及防山洪措施在隧道进口处做好排水措施，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，并用栈桥连接施工便道与隧道，做到排水和行车互不影响，九、各项保证措施9.1组织管理保证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。为此不仅成立了专业排水队，每个队设队长一人，副队长两人，设备检修2人，排水工班4个班，每班组成：工班长1人，泵站管理1人。还制定严格的值班制度。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

21、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。9.2安全技术保障措施对施工技术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和现场示范。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。水泵的冷却采用下一个泵站抽上来的水直接浇至排水泵上进行冷却。由于洞内均为渗水，虽然使用水泵为污水泵，一旦在进水口处产生淤积将导致堵泵。为此，需要对坑内污水进行搅合，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，防止淤泥的淤

22、积。针对隧道施工的特点，施工人员对隧道内排水沟及集水坑内污泥杂物要及时进行清理，对管路要定期检查维修，定期用清水进行冲洗。在集水泵进水口包裹铁窗纱，同时把水泵或进水口放在竹筐内，可以防止污泥及杂物进入而发生堵塞。当水位下降超过底座，间隙出水时，应立即停机检查，运行一段时间后，须进行维护保养。及时地进行保养和维修确保设备正常运转的必要措施。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，建立严格的值班管理制度。对易损的排水设备及管理配件要有必要的储备和供应上的保障。十、应急预案由于本段隧道施工穿越断层较多，可能出现突水、涌水等突发事故。为此，在现有排水系统上增设了1

23、套设备和管路作为应急措施。管路利用高压进水管路，即在每个泵站处在高压水管上开口，与安装在泵站处的水泵接通，正常情况下把闸阀关闭。一旦遇到突水、涌水现象，即把进水闸阀关闭，截断高压供水，打开排水阀进行应急抽排，在特殊情况下，洞内高压风管也可以改造利用上作为排水管道。针对隧道反坡施工排水的困难的特点，对隧道内突发涌水事故，抽水设备损害，水位突然升高，建立必要的逃生系统，在掌子面及隧道内设置应急灯，在隧道内作业区放置救生衣，并保持隧道内通信畅通，发生突发事故后及时上报项目部应急预案领导小组，启动突发事件的应急预案。10铁航空港集团蒙华铁路MHTJ-31标 桐木隧道排水专项施工方案附录I施工区域最大涌水