报信山斜井反坡排水施工方案

1、新建沪昆客专贵州段3标段报信山斜井反坡排水施工方案编 制： 复 核： 审 核： 中国交通建设股份有限公司沪昆客专贵州段第二项目部二0一一年三月报信山斜井正洞反坡排水施工方案一、工程概况(一) 设计情况新建铁路长沙至昆明客运专线（贵州段）标报信山隧道位于贵州省三穗凯里南区间台江县北部，双线隧道，左右线线间距为5.0m，设计为16.4、3.0的连续单面上坡，隧道施工范围: 529+926535+343,全长5417m，在534+250处设置斜井495m长，该隧道斜井段为16.4和3.0的上坡隧道，隧道斜井进口方向为反坡排水施工。(二) 工程地质情况隧区位于云贵高原斜坡地带，区内地形总体为西高东低。

2、隧道洞身穿越区域以广泛分布的经浅变质的碎屑岩为主要特征，具构造剥蚀槽谷地貌特点。槽谷的发育多及断层、大型节理等构造走向线一致，呈线状分布，坡麓自然斜坡陡峻，坡度达2530°，常为地下水的集中排泄和地表冲沟源头。隧道区基岩大多裸露，缓坡上多为薄层坡残积粉质黏土所覆盖，下伏基岩为新元古界青白口系板溪群清水江组一段板岩、变余砂岩夹板岩。隧道进、出口及缓坡地带有少量覆土。隧区内构造线以北东向为主，东西向次之，构造发育，主要构造有南匠向斜、排生断层，断层倾角较陡。隧道位于南匠向斜南东翼，排生断层平行于隧道线路走向经过线路左侧。此外，地表调查及钻探揭示，受区域性构造影响，部分地段岩层产状凌乱，节

3、理极为发育，小褶曲较发育，岩体破碎。(三) 水文地质条件1. 地表水隧区地表水以山间沟水为主，水量较小，雨季时沟内水量增加明显，普遍在 25 。地表出露泉流量一般0.20.5，局部具有承压性。故隧道穿越区地表水较发育，主要以季节性水流为主。2. 地下水特征本区地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水。（1） 第四系松散土层孔隙水。主要赋存于隧道洞身上部的槽谷溪沟内及隧道进口外围小江河河谷内的第四系冲洪积、残坡积层中，该类地下水受第四系分布面积及厚度控制，隧区此岩土层分布面积小且厚度小，富水性差，水量贫乏，主要受大气降雨补给。（2） 基岩裂隙水。隧址区全为一套经区域浅变质作用的板岩、变余

4、砂岩组成，基岩孔裂隙水主要分布于碎屑岩基岩孔裂隙中，其水量大小主要受碎屑岩含孔裂隙岩层分布面积及孔裂隙率大小控制。隧区穿越段全段均为碎屑岩，加之隧区岩体受构造影响，岩体破碎，使区内岩体形成了良好的地下水含水体。总体上看测区孔裂隙水较丰富，特别是沿断层带此类地下水有形成良好的运移、赋存、排泄场所。3. 地下水的补给、径流、排泄隧区地形总体为西高东低，地表水主要通过地表溪沟、以伏流的形式直接汇入东部的小江河。区内地下水的补给主要来源于大气降水，地下水动态随季节而变化，一般规律是丰水期流量增大，而枯水期地下水流量减小。隧址区穿越新元古界青白口系板溪群清水江组（3q(1)）地层，该含水岩组含水均匀。地

5、下水主要受大气降水补给，径流多受地势控制，由高地流向低洼地带，在低洼地带如斜坡、切层坎地以渗流及小泉水形式排于地表。4. 水化学特征地下水质类型为3(-)(2+). (2+)型，根据铁路混凝土结构耐久性设计规范（10005-2019 J1167-2019），在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，水中酸性侵蚀、侵蚀性2、4(2-)、(2+)、(-)对混凝土结构无侵蚀性。（五）隧道涌水量预测隧道正常涌水量9200m(3)，雨洪期最大涌水量13800m(3)。二、编制依据1. 报信山隧道线路详细纵断面图。2. 斜井正洞进出口施工情况及进度安排。3. 项目部隧道架子九队现有的劳动力、施工机械设备。

6、4. 招投标文件、国家、贵州省相关法律及规定。三、编制范围报信山隧道斜井进口段532+100534+250总体排水方案。四、主要排水方案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。由于报信山隧道斜井进口方向为反坡隧道施工，设计中出水量大，岩层稳定，为确保施工安全，我项目部建立有效的排水设施，以防在施工中因反坡排水困难，或突水等危及施工安全，影响施工进度。(一) 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

7、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5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5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，设置利用高压风管作为1套应急排水系统。(二) 泵站设置依据及涌水量计算依据1. 高差计算斜井段：（668.2+3）-（624.82-5）=51.39m534+250532+500段1750&

8、#215;3=5.25m。532+500532+100段400×16.4=6.56m。2. 水泵配置原则按最大涌水量考虑排水能力，选用大流量、低扬程抽水机，设备分阶段投入。其中斜井交叉口设置集水池，斜井段选用多级高扬程水泵；因为斜井进口段运距较长，而且为了节省能源选用多级低扬程高排水量水泵。3. 测水流量三角堰流量公式为 Q = 2.5式中：K为特征常数；h为堰顶的淹深，（图1a）。图1楼上所述公式1.343*H 2.47和Q = 2.5有应用范围的当0.021-0.200M时用公式Q = 2.5；当0.301-0.350M时用公式Q = 1.343*H2.47；当0.201-0.3

9、00M时用上俩公式的平均值。4. 泵站级数的确定采用如下公式计算：泵站级数：（h×r）H -反坡抽水总扬程；水泵扬程；压力折减系数，取0.5。5. 抽水机数量抽水机数量：（v×24×a）洞内涌水量；抽水机排水量；流量折减系数，取0.75。(三) 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：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，在隧道施工过程中分段开挖反坡排水沟，在每一段的终点开

10、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： 集水坑间距 线路坡度图2 集水坑接力式反坡排水方式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： 图3 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，缺点是要安装水管较长，抽水机需要跟随坑道的掘进二次拆迁前移。3. 本工程拟采用的主要排水方案（1） 洞内泵

11、站布置报信山隧道斜井进口方向的排水方案计划随掘进施工在洞内建立由四级排水泵站和一个过渡泵站、一个活动泵站组成洞内梯级泵站，其中交叉口出水池和靠近交叉口的三级水箱泵站为固定泵站，考虑到输水管道对扬程的影响，随仰拱施工每隔500米在综合洞室内建立；过渡泵站建立于掌子面附近的综合洞室内，随掌子面掘进向前延伸。活动泵站建于掌子面，保证掌子面的正常施工。同时为防止突水，设置利用高压风管作为1套应急排水系统。泵站及排水管具体布置如图4所示：图4 报信山隧道泵站及排水管道布置示意图（2） 洞外排水由泵站抽水至斜井洞口后，经在洞口两侧修建的沉淀池沉淀后排入旁边水沟。（3） 泵站抽水机具配备（见表一）序号泵站里

12、程位置抽水设备配备设备抽水能力（m3）总抽水量（m3）备注1一级泵站0+260右侧75水泵2台55水泵1台2条200钢管1条100钢管525126002二级泵站0+030右侧75水泵2台55水泵1台11水泵2台7.5水泵6台3水泵4台2条200钢管1条100钢管525126003三级泵站533+630右侧55水泵2台22水泵1台11水泵2台7.5水泵6台3水泵4台2条200钢管1条100钢管长65039093604四级泵站532+880右侧55水泵2台22水泵1台11水泵2台7.5水泵6台3水泵4台2条200钢管1条100钢管长75039093605五级泵站532+380右侧55水泵2台22水

13、泵1台11水泵2台7.5水泵6台3水泵4台2条200钢管1条100钢管长50039093606过渡泵站532+130右侧37水泵2台22水泵1台11水泵2台7.5水泵6台3水泵4台2条200钢管1条100钢管长25039093607活动泵站掌子面7.5水泵6台3水泵4台3100条水带280条水带长300m×3902160（4） 泵站内设计a固定泵站在选择泵站时，尽量以综合洞室作为机具停放点，泵站内综合洞室制作水箱， 3.6*9*1.8m水箱共4个。综合洞室每台水泵建立一个配电柜，每个泵站配1000米电缆。b过渡泵站为保证掌子面及固定泵站的排水通畅，在位于掌子面附近的综合洞室内建立过渡

14、泵站，泵站内每台水泵设一个配电柜，3.6*4.5*1.8水箱一个，泵站配500米电缆。c临时泵站掌子面的临时泵站建立于掌子面左侧，每个泵配置一个配电柜，施工中一个泵配100米电缆，考虑损耗，每个泵按300米电缆考虑；此外每泵配100米水带，考虑施工损耗，每泵按300米考虑。d备用泵站为了预防掌子面处突水，在下台阶掌子面右侧建立备用泵站，配置一个配电柜，75水泵一台，22水泵一台，施工中一个泵配100米电缆；当掌子面突水量较大时，将备用水泵及高压风水管相连，直接将水抽到斜井交叉口汇水池，或将水抽入运水罐车，直接将水用罐车拉到洞外。4. 排水系统（1） 管路根据洞内水量情况，结合选配的抽水设备，正

15、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200管材和1套110管材，均为无缝钢管。采用污水泵、泥浆泵进行给水抽水，因仰拱施工为分段开挖施工，故左右两侧均应在开挖过程中留给水坑，并及时抽水，避免给水给施工带来的不利影响。（2） 集水坑设置集水坑设于中心水沟，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5的汇水量加上施工用水量（每工作面20-30m3）合计确定。（3） 其他工作面排水采用移动式水泵，管路为80消防水带，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，并在仰拱填充预埋110钢管，钢

16、管每100m左右各一道，确保洞内渗水通过侧沟引入中心水沟集水坑内，防止在洞内道路上漫流。（4） 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。（5） 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及隧道，做到排水和行车互不影响。5. 劳动力布置（见表二） 洞内外抽排水每天劳动力布置

17、表 表二序号工种人数备 注1队长1统管排水2工班长3三班制每班1人3电工6三班制每班2人4修理工12三班制每班4人5泵站人员15注：指1至5级泵站抽水人员；每个泵站的1人；实行三班制。5泵站人员4注：指过渡泵站抽水人员，每个泵站2人，实行三班制。6泵站人员6注：指掌子面活动泵站抽水人员，每班2人，实行三班制。7清淤人员18注：洞内各泵站及中心水沟清除淤泥人员；仅白班。8清淤人员4注：洞口沉淀池及排水沟清淤。合 计65五、各项保证措施(四) 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，设队长一人，排水工班3个班，每

18、班组成：工班长1人，泵站管理各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、工班长轮流24h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。(五) 5.2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

19、用在水泵及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。(六) 电力保证措施为保证排水系统的正常运转，采用高压电进洞，通过洞内变电站降压后满足施工要求。1建立洞内变电站将高压电缆进洞向前延伸到534+280处和533+130处，在该位置设置1台500三相变压器和一台315的变压器，及相应的配套设备。两个变电站功率为815，可满足施工需要。根据供电规程要求，必须在洞外设计安装高压供环网保护设备，以确保安全规划供电和设备的正常进行。2洞内变电站可利用综合洞室。 3为了防止高压电突然停电，