隧道反坡排水施工方案

标00贵广GGTJ-7标宝峰山隧道一号斜井反坡 排水专项施工方案 编 制： 审 核： 审 批： 中铁二十 三局贵广铁路 标指挥部 二 ○○九年五月 宝峰山隧道 1#斜井反坡排水专项施工方案PAGEPAGE10一、 编制依据（1）宝峰山隧道设计咨询版；（2）《新建贵阳至广州铁路站前工程施工总价承包招标招标文件》(招标编号：JS2008-092；（3）《铁路隧道防排水技术规范（TB10119-200）；（4）《铁路隧道施工规范（TB10204-200）；（5）《客运专线铁路隧道施工技术指南（TZ214-200）（6）国家铁道部和地方现行相关技术规范和相关法律法规文件。二、 隧道设计及水文地质概况由我单位负责施工的新建贵广铁路标宝峰山隧道，里程～全长13727，为贵广铁路重点控制工程。其中1#斜井工区负责施工的斜井里程X1K0+000～X1K1+480，长m，正洞里程D3K481+060～0，长3940m。斜井长1480，坡度9，为反坡排水，正洞D3K481+06～DK482+800，长m，坡度5，为反坡排水。由宝峰山隧道为长隧道，7，地件，水、水点多广。，水，水，施工很难度。其中宝峰山隧道1#斜井正洞一（栗木-恭城区域性）背斜（凉亭背斜。我单位根据具体，在斜井及正洞内布置24小时的抽排，及时排除隧道内积水，确保隧道的顺利施工。一、原设计水文地（一）地表水发育征宝峰山隧道1，绝对高程m，相对高差最达m，自然坡度一般5度，地形起伏较，坡陡沟深，沟谷呈”形。m，最m，最小1219mm，8月为，全60，一为，占全%。测区水属桂水，，地表发育，水发育，形深沟谷，沟时水，沟水，由控制及水，，以发，和形排。（）地水发育征测区地水以水水水位水由地的，及构发育，为地水的的，在地附近地水量因此在隧道施工节理裂隙密集或裂附近可能会遇到股状水，应做好引排水处理措施。（三）隧道涌水量预测本隧最大涌水量：Q平常期=56010m3/，Q雨期=84015m3/。三、总体方案㈠、斜井反坡排水正常施工时：斜井采取反坡排水。反坡排水采取固定泵站与集水井（坑）相结合的方式进行抽排，200～300m水井，用于污水沉淀。固定泵站的位置根据具体工时涌水量大小进行设置泵站安装功率泵分级将污抽至洞口沉淀池再次沉淀达标后排放。应急抽水时：备用变压器和备用抽水泵组成应急排水系统，水泵直接布置在出水点，将高压风管改装成排水管路。㈡、正洞反坡排水正洞反坡排水阶段为斜井承担的正洞开挖不具备顺坡排水条件时必须采取反坡排水措施。在斜井与正洞点附近设置一大型泵站（交叉口固定泵站）将汇集的水流通过斜井泵站抽排至洞外沉淀池正洞反坡工段小时每隔300m集井；当开挖面时泵站设置在开挖面安全范围内泵站抽根据段涌水量设顺坡排水施工里程段集中汇于斜井交叉口固定泵站。由于正洞坡度较小，集水坑每隔500米设置一处，为保证正洞车辆运输畅通，聚水坑结合横通道或综合洞室位置设置。聚水坑采用片石砌筑，坑内采用水泥砂浆抹面，同时掌子面配备2～3台污水，防止 现 涌水。机械 排水，由交叉差较大，防止突然 涌水，水选 大功率水，多 水。施作 积 水移动 潜 水就 近或积 水，其余已经 施地 水经临时水自然 汇积到 水。由作 水经 排交叉，如此 力排到 外水池经处理后排放。㈢、排水供电布置根据建设单位排水置电电布为保障洞内抽水设备正常运转，布置两条高压线路进洞、电电排水。㈣、反坡排水实施方案1、斜井施工阶段抽水方案水布置水X1K0+970、X1K0+480、X1K0+030里程处设置固定泵站，在X1K1+180X1K0+670X1K0+280处设置临时泵站具布置详见1。供电系统的布置：斜井掘进1100m后，为保障洞内抽水设备正常运转，布设高压进洞线路（A1A设置0。2、水水布置：进入正洞施工后DK481+800处设置DK482+300、D3K481+300临时泵站，正洞反坡施工方向分别布置排水系统具体2。系统的X1K0+380处设置1叉口至贵阳方向1000m范围内排水用电由斜井X1K0+380处的变压器直接引出。当施工至1000mDK481+964设1供水用电。3、斜井阶段与正洞阶段设备及管路配置向 二根φ200X1 一根φ150800KVA80

1213#2#

一根φ150二根φ200

一根φ20011#一根φ150一根φ200一根φ150

87#56#X1K

10#X1K09#9#X1K00φ1501#:185m/h,75m,55KWφ150 2#:185 m/h,75m,55KWφ200 3#:285 φ200 4#:285 φ150 5#:185 m/h,75m,55KWφ200 6#:285 m/h,75m,90KWφ150 7#:185 m/h,75m,55KWφ200 8#:285 m/h,75m,90KWφ200 9#:285 m/h,75m,90KWφ150 10#:18 5m/h,75m,55KWφ200 11#:28 5m/h,75m,90KWφ150 12#:18 5m/h,75m,55KWφ200 13#:28 5m/h,75m,90KWφ200 14#:28 5m/h,75m,90KW二根φ200一根φ150

#0一根φ150

1#X1K1

34#X1K200图 1 宝峰山隧道 斜井.斜井施工阶段反坡排水系统布置图二根

三根φ200

三根φ200

D332+300

21# 19#20#DK481+80020#

DK481+964800KVA

DK41#760X1

四根φ200一根φ150

115#X18K0+

11#

1KVA

0四根φ200一根φ15010#89#X16#6#

φ150 1#

11#:18四根φ200一根φ150

φ200 2#、4#:28φ200 167#、18#:#1φ200 190#、21#:#11## 图 2 宝峰山隧道 1#斜井正洞施工反坡排水系统布置图四、设备选型配套1、设备选型的理论分析根据一号斜井设计资料及涌水状况，考虑到隧道突发涌水情况的出现，其最大应急排水能力应达到31800m3/d,即每小时排水能力为1325m3/h,所有泵站排水管均采用钢管进行安装。从正洞一级泵站到斜井三级泵站高差为4.64m,水泵考虑克服抽水高差以外，还考虑排水管道的水头损失（即扬程损失），按照如下公式计算水头损失：h f

Lv2d 2gj式中：λ为水管摩阻系数，采用的水管为普通钢管，取值0.024；L为水管长度；d为水管内径；v为管内流速，取2.5m/s；g为重力加速度，取9.81；以直径为200mm为例，每m水管的水头损失为38.5，另外考虑每组管管均至少将安装部损失，从正洞一级泵站至斜井三级泵站的排水理论所扬程为18.44m，另考虑到1.1以上的扬程系数，所备的水泵均扬程以上。理，斜井三级泵站至二级泵站高差37.89，水管长度450，水泵扬程60.74m以上，级泵站至一级泵站高差m，水管长度490m，水泵扬程67.38m以上，一级泵站至斜井高差42.39m，水管长度（50m洞外管，水泵扬程70.35m以上。根据对隧道内涌水情况的分析，其紧急排水能力需达到1325m3/h以上，为，斜井井内的管道设应以大管道为，钢管流速取值为2.0～3.0m/，应急抽排水时加大水泵设备，管内流速按2.0m/s考虑，其管道应达到0.184m2；按照正排水考虑时，流速取5，其排水能力为 900m3/，所需管道总断面积为 0.167m2。根据隧道昼夜涌水量并考虑一定的富裕系数，在排水设备满足要求的前提下，结合技术和经济两方面进行抽水钢管直径的选取 d。d 4Q/(V)PP其中 Q为管流量（s），V 为管道允许流速（m/），参考一般抽水钢管流速取值为 2.0～根据上述公式计算结果如表 1所示。P表 1管道直径选取计算表号1管径100应急排水24正常排水22备注管径太小，排数太多，不利于水泵配置采取措施舍弃21501110排数多，不经济可以考虑320066比较经济，实用可以考虑425044经济，实用考虑530033管径太大，不利于施工舍弃635022管径太大，不利于施工舍弃序计算理论需要排数为了提高抽水设备及管道的利用率，且确保有一定的富裕系数，在进入正常施工后，在斜井范围内采用不同管径搭配使用，配四排φ200、序计算理论需要排数在水泵电机的选型，应综合考虑能量利用电机功效电机安全系数及扬程等等，按以下经验公式配备电机功率：电机功率=流量(m3/h)×扬程功效)电机功效一般取 0.5～0.75，水泵越大，功效越高。结合市场现有水泵型号以及可能定型生产的规格，对拟使用的各种水泵功率计算如表 2所示。表 2水泵电机功率一览表序号配套扬程流量计算流速安装部位功效计算功率选用功率管径(m)(m3/h)(m/s)(KW)(KW)1200752852.521斜井泵站0.7083.21902150751852.903斜井泵站0.7054.01553200502061.826正洞泵站0.7040.10554200252001.769正洞泵站0.7019.4622根据目前涌水水位及容水量，为达到操作方面，作业循环时间短的目的，在水位降至安全水位之前，其主泵站均需随着水位下降而移动，根据同类型号水泵配置情况，建立三组移动泵站，采用轮胎行走式移动泵站平台，除此之后，在每一作业面再设置 2~4台 7.5kw水泵，以配合主泵站抽水及其它较小坑洼处积水，其主泵站具体配置情况如表 3所示。五、排水系统1、管路根据洞内最大水量情况，结合选配的抽水设备，管路均为无缝钢管。突发涌水采用一套φ325mm管路（高压风管）和用一套100mm管路（高压水管，作为应急排水管路。2、临时集水坑斜井内临时积水坑设在洞内右侧，每隔 300米设置一处（临时泵站。临时积水坑尺寸为：15m（长）4（宽）2.5（深，容量 150。正洞内临时集水坑每隔 250米设置一处，临时积水坑尺寸为：15m（长）×5.9m（宽）×1.6m（深，容量 141.6。3、固定泵站固定泵站为正洞泵站、斜井泵站。一号斜井由于高差较大（122.76，斜井内设固定泵站 3处，泵站水仓结构尺寸为：30（长）×5.0（宽）2.8（深），容量 280。泵站设在进洞左侧。正洞反坡长度 1740，在 1000m处设置泵站，泵站水仓为单幅仰拱施工后未施工的填充位置尺寸：30（长）5.9（宽）1.6（深，容量 2833表 2泵站布置表序号泵站名称净高里程差排水距离理论计算杨程配备扬程使用情况备注1一级X1K0+970 56070.34575永久2二级X1K0+480 49067.3875永久3三级X1K0+030 45060.7475永久4正洞泵站DK482+300 2.3453023.7525临时5正洞泵站DK481+800 4.64103048.7250永久6正洞泵站DK481+300 2.2550023.6525临时水泵配置情况

斜井一、二、三级泵站各配置 300m3/h、、90KW/h各 5台（一台备用），200m3/h、、55KW/h各 2台（一台备用）4、 其他掌子面排水采用移动式水泵，管路为φ159mm消防软管，抽排至临时积水坑内，再用移动式水泵，管路为φ159mm钢管，抽排至正洞泵站。六、排水管理和实施1、 人员安排班长 1人/班、抽水工 3人～4