云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段VI標DK607+280?DK604+480

全長2800m長嶺崗隧道出口

反坡施工排水專項方案編制:復(fù)核:審核:中鐵十八局集團有限公司云桂鐵路項目經(jīng)理部2011年09月27日云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案長嶺崗隧道出口反坡施工排水專項方案1工程概況長嶺崗隧道為雙線隧道，位于膩革?新哨區(qū)間。隧道進口里程DK607+424,出口里程DK607+280,全長4856m,本隧道進口?DK603+200為12%。上坡，DK603+200?出口為15.5%。上坡，最大埋深約433m,其中出口承擔2800m施工任務(wù)，全部為反坡施工。2自然地理概況地理位置以及地形、地貌隧道區(qū)位于膩革?新哨區(qū)間，為云貴高原南緣中山區(qū)構(gòu)造剝蝕地貌，主體山脈大致呈北東-南西走向，支脈向東西方向展布，線路與主山體走向基本垂直。區(qū)內(nèi)整體地勢北西高南東低，最高海拔1784.6m,最低海拔1215m,最大相對高差569.6m。隧道區(qū)地貌受區(qū)域構(gòu)造及巖性控制明顯，兼有剝蝕、侵蝕地貌類型，屬中山山地地貌。區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，植被類型主要為喬木，部分為灌木，植被覆蓋率約50%左右。僅地形平緩地帶有少量片狀耕地分布。區(qū)內(nèi)地形起伏較大，自然坡度一般15?30°,局部達35?60°,山高坡陡，溝谷深切，局部陡峻成崖。本隧最大埋深約433m。氣候彌勒縣年平均氣溫為17.2℃,極端最高氣溫為36.1℃（1969年5月15日）;極端最低氣溫為一4.1℃（1999年12月27日）;年平均風(fēng)速為2.6m/s,最大風(fēng)速為17.0m/s,風(fēng)向為南南西。年平均降雨量為956.7mm,歷史最大年降雨量為1326.4mm（1961年），最小為724.9mm（1963年）；最大一日降雨量為144.7mm（1995年6月1日）；雨季為5?10月，占全年降雨量的85.6%。年平均日照時數(shù)為2083.8小時。年平均蒸發(fā)量為1906.9mm。年平均雷暴日數(shù)為70天。最大積雪深為7cm（1980年），年平均霜凍期為20天。相對濕度為73%。水文地質(zhì)云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件受構(gòu)造、巖性和地貌等多種因素控制，水系多沿構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，多呈菱形網(wǎng)格狀分布。（一）地表水測區(qū)內(nèi)屬南盤江水系，位于南盤江以北西。區(qū)內(nèi)溝谷侵蝕切割強烈，多呈樹枝狀分布，由于山體高，切割深，降雨除入滲補給下伏基巖外，多沿坡面排泄，匯入溪溝形成地表水。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及野外調(diào)查，雨季區(qū)內(nèi)各主要沖溝均呈現(xiàn)出一個暴漲暴落的急變型動態(tài)過程，暴雨過后，溝水較雨季正常流量高出3?5倍，豐富的地表水及大氣降水使地下水的到充分的補給。而在旱季，由于大氣降水減少，地表水補給量減少，溝谷中的地下水明顯減少，甚至干涸。（二）地下水（1）地下水類型區(qū)內(nèi)地下水類型主要為基巖裂隙水，賦存并運移于區(qū)內(nèi)廣泛分布的砂巖、泥巖風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中，主要受大氣降水和地表水的補給。測區(qū)豐富的降雨為裂隙水提供了良好的補給條件。測區(qū)地層為三疊系中統(tǒng)法郎組二段（T[2旺6））砂巖、泥巖地層，巖性組合相對單一，且厚度大，分布廣，地表風(fēng)化強烈。根據(jù)地形地貌、區(qū)域地質(zhì)資料及已施工的鉆孔資料，推測近地表0?20m為全?強風(fēng)化帶，節(jié)里裂隙發(fā)育，巖體破碎，含有較豐富的基巖裂隙水；20?30m以下為弱?微風(fēng)化帶，節(jié)理裂隙少量發(fā)育，分布較均一，富水性相對較弱?？傮w上講，區(qū)內(nèi)分布的地層富水性弱?中等，但由于山高坡陡，地面切割深度大，地下水埋深較大，對工程建設(shè)的影響中等。長嶺崗交扭向斜及新哨復(fù)式向斜1、2核部地帶，由于受構(gòu)造的影響，巖體破碎，裂隙發(fā)育，從而成為地下水相對富集的區(qū)段，隧道施工過程中可能引發(fā)涌水、突泥，坍塌、掉塊等危害，是隧道施工中應(yīng)進行重點預(yù)防地段。（2）地下水補、逕、排條件3

云桂鐵路云南段六標(長嶺崗隧道出口)反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標(長嶺崗隧道出口)反坡排水專項施工方案區(qū)內(nèi)地下水主要由大氣降水補給，以基巖裂隙水的形式向南盤江、周邊河谷逕流、排泄。測區(qū)內(nèi)碎屑巖廣布，地形切割強烈，山高谷深，地下水徑流途徑短，水循環(huán)交替迅速。大氣降雨極大部分以地表水的形式逕流、排泄，部分則下滲補給地下水。地下水流向具多向性，具有就近補給，就近排泄的特征。地下水在逕流過程中，由于受水力坡度減小因素影響，多在溝谷底部邊緣以片狀或面狀的形式排泄，無明顯的排泄基準面，地下水總體向南盤江排泄。松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、構(gòu)造斷層水，除受大氣降水補給外，還受地表水的補給。地下水動態(tài)變化嚴格受降水強度制約，變幅較大。(3)水化學(xué)特征根據(jù)隧道及附近相同地層取水7組分析，屬HCO[3](-)-Ca(2+)蛔(2+)型水及HCO[3](-)-SO[4](2-)-Ca(2+)-Na(+)等型水。據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》，環(huán)境作用類別為化學(xué)侵蝕環(huán)境及氯鹽環(huán)境時，水中SO[4](2-)、Mg(2+)、pH值、Cl-對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。涌水量預(yù)測根據(jù)設(shè)計資料計算預(yù)測，隧道第一年估算涌水量為36000m3/d,以后年份一般涌水量為15000m3/d,雨季最大涌水量17000m3/d。3排水方案隧道反坡排水的特點反坡施工即向洞內(nèi)施工前進方向為下坡，洞內(nèi)水向工作面匯集，需要及時抽排，以防止施工掌子面水積聚過深，影響隧道圍巖的穩(wěn)定和危及隧道施工的機械設(shè)備及施工人員的安全，影響正常的施工生產(chǎn)。總體方案反坡排水，需采用機械排水，設(shè)置多級泵站接力排水，工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲(涌)水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然匯集到臨時集水坑內(nèi)或泵站水池內(nèi)，由固定排水泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上一級排水泵站內(nèi)，如此由固定式排水泵

云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案站接力將洞內(nèi)積水抽排至洞外，經(jīng)污水處理池處理后排放，固定式排水泵站水倉容量按5min涌水量設(shè)計，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時集水坑根據(jù)匯水段匯水量大小確定。工作水泵按使用1臺，備用1臺，檢修1臺配備，針對隧道涌水量大時要適當增加工作水泵；同時為防止突水，設(shè)置利用高壓風(fēng)管作為1套應(yīng)急排水系統(tǒng)。主要的排水系統(tǒng)方式洞內(nèi)反坡排水方式，根據(jù)坡度、水量和設(shè)備情況布置管路和排水泵站，一次或分段接力排出洞外。根據(jù)本隧道的實際情況，擬在施工中采用的反坡排水系統(tǒng)布置方式有兩種：集水坑接力式反坡排水對坡度較大隧道施工對排水電機揚程要求相對較高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧道施工過程中分段開挖反坡排水溝，在每一段的終點開挖集水坑，設(shè)抽水機一臺，把積水抽至最后一段反坡，最后一個抽水機將積水排除洞外，采用接力的方式將水抽至洞外的污水沉淀處理池。如下圖：LK-集水坑間距is-線路坡度圖（一）：集水坑接力式反坡排水方式長距離管道配合小集水泵收集式反坡排水對坡度較緩的隧道反坡道施工排水，適合采用較長距離開挖固定式集水坑作為泵站，用小集水泵將開挖面的積水抽到最近的集水坑內(nèi)，再用大功率的泥漿泵通過排水管道將水排到洞外。如下圖：

云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案洞內(nèi)平面布置示意圖圖（二）：長距離采用的反坡排水方式這種方式的優(yōu)點是所需抽水機較少，需要開挖的集水坑較少，排水泵站較少，缺點是要安裝水管較長，抽水機需要跟隨坑道的掘進二次拆遷前移。4本工程擬采用的主要排水方案長嶺崗隧道出口坡度較緩，采用長距離管道配合小集水泵收集反坡排水，考慮隧道反坡施工較長以及水泵揚程等因素，本隧道擬設(shè)置固定式排水泵站6座，每400米設(shè)置一座，分別設(shè)置在DK606+880，DK606+480，DK606+080，DK605+680，DK605+280，DK604+880。實際施工時如遇到涌水量較大時可根據(jù)具體情況加密，泵站之間采用①400mm排水管長距離輸送，前方施工掌子面積水采用臨時集水坑來收集積水，小集水泵用①80mm消防軟管將積水收集并輸送至最近的較大的集水泵站內(nèi)，對兩個固定式排水泵站之間積水采用洞內(nèi)兩側(cè)設(shè)排水溝加橫溝自然匯集至高程較低的集水泵站內(nèi)，由最后一級排水泵站傳遞至洞外污水處理池。5設(shè)備選型配套抽水設(shè)備型號選型原則隧道排水主要為隧道滲水，同時需考慮到施工用水。水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同時還有噴射混凝土的回彈物摻雜物，所以除考慮到需排出的水量外，還應(yīng)考慮到排水的成分組成。洞內(nèi)水量是逐段遞增，在各級泵站的水泵選型上，應(yīng)按照排水能力遞增原則自下而上遞增選配。各級泵站排水能力應(yīng)充分配備，并有一定的儲備能力。云桂鐵路云南段六標(長嶺崗隧道出口) 反坡排水專項施工方案抽水機功率計算按第二后以后年份雨季最大涌水量Q=17000m3/d計算抽水機功率：P=((pXgXQXH/3600)/(1000Xq)=((1000X9.8X17000/24X400X0.0155/3600)/(1000X0.7)=17.078(kw)管徑計算D2=Q/3600/n=17000/24/3600/3.14D=250cm隧道施工后通過對洞內(nèi)水的成分組成分析，其主要水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿等成分，結(jié)合功率及管徑的計算，泥漿泵考慮選用山東淄博博山潤神渣漿泵公司生產(chǎn)的高效耐磨渣漿泵，型號：GMZ250-14-800,揚程14m,流量800m3/h,功率55Kw。隧道內(nèi)泵站間水量遞增較大，為了考慮到在管理、操作維修上的方便，泵站間高差相近，選用型號相同水泵，只是在設(shè)備數(shù)量上相應(yīng)增加。工作面移動水泵，采用移動輕便的水泵，實際操作根據(jù)水量大小在數(shù)量上予以增減。需要配用的設(shè)備及位置表長嶺崗隧道出口設(shè)置泵站位置及選用設(shè)備一覽表施工工區(qū)涌水量泵站位置水泵型號水泵數(shù)量備用數(shù)量抽水能力長嶺崗隧道出口第一年36000m3/d，以后年份15000m3/d，雨季最大涌水量17000m3/d1# ：DK606+880GMZ250-14-80012800m3/h2# ：DK606+480GMZ250-14-80012800m3/h3# ：DK606+080GMZ250-14-80012800m3/h4# ：DK605+680GMZ250-14-80012800m3/h5# ：DK605+280GMZ250-14-80012800m3/h6# ：DK604+880GMZ250-14-80012800m3/h6排水系統(tǒng)

云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案管路根據(jù)洞內(nèi)水量情況，結(jié)合選配的抽水設(shè)備，正常施工排水采用3套管路（可根據(jù)隧道施工后洞內(nèi)涌水情況增加管路）：2套為①400mm管材均為無縫鋼管（一套檢修備用，一套日常使用）；1套為e80mm消防軟管（工作面上移動積水）。集水坑設(shè)置集水坑設(shè)于洞內(nèi)左側(cè)，每隔100m設(shè)置1處，同時根據(jù)隧道內(nèi)出水量情況予以適當加密。臨時集水坑的容量按該段5min的匯水量加上施工用水量（每工作面20-30m3/h）合計確定，一般集水坑尺寸為：2m（長）*1m（寬）*1m（深），容量2m3,可根據(jù)實際情況進行調(diào)整大小。固定泵站設(shè)置固定泵站為整個施工過程結(jié)束前所使用的接力排水水倉位置，其具體位置詳見上面，泵站水倉容量計算按該段5min的匯水量加上施工用水合計確定，其結(jié)構(gòu)尺寸為6m（長）*1.5m（寬）*1m（深），容量9m3,可根據(jù)隧道開挖后的實際情況進行調(diào)整，泵站統(tǒng)一設(shè)置在洞內(nèi)中央水溝。排水供電為確保洞內(nèi)排水正常進行，不因電路問題導(dǎo)致抽排工作的間斷，設(shè)置一條專用供電線路。由于水泵功率較大，新用電源電壓為380V，所以泵站用電引入380V穩(wěn)定電源。其他工作面排水采用移動式水泵，管路為e80mm消防軟管，抽排至就近泵站或臨時集水坑內(nèi)。為確保洞內(nèi)道路無水干爽，必須修建好兩側(cè)排水溝，確保洞內(nèi)滲水通過側(cè)溝引入集水坑內(nèi)，防止在洞內(nèi)道路上漫流。7反坡隧道排水靈活處理的要點在隧道單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置的排水溝，排水溝的大小要依據(jù)隧道的坡度和涌水量的大小確定。8

云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案抽水設(shè)備要依據(jù)隧道洞內(nèi)涌水量的大小及集水坑匯水的情況而定，同時水泵的揚程要參考隧道的坡度和起始點的高差，要盡量做到有一定的富余量。8在洞外增加防水、防汛及防山洪措施在隧道進口處做好排水措施，做到排水暢通，并在洞口增加截水橫溝，防止地表水和施工排水倒灌進洞，根據(jù)洞口水量情況可適當加大橫溝斷面，并在溝頂加蓋鐵板，做到排水和行車互不影響，9各項保證措施組織管理保證在排水施工上不僅需要一套完善、合理的排水系統(tǒng)，還需在管理上予以加強，才能達到預(yù)期的效果。為此不僅成立了專業(yè)排水隊，每個隊設(shè)隊長一人，副隊長一人，設(shè)備檢修2人，排水工班2個班，每班組成：工班長1人，泵站管理6人。還制定嚴格的值班制度。每個隧道作業(yè)面的隧道排水日常工作堅持隊長、副隊長輪流24h值班制，并制定抽水記錄表進行統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，匯總問題進行總結(jié)分析。安全技術(shù)保障措施對施工技術(shù)人員進行技術(shù)和操作培訓(xùn)，針對一些技術(shù)特點和操作要領(lǐng)作重點講解和現(xiàn)場示范。對用電的排水設(shè)備要確保電路安裝的正確，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，設(shè)置接地裝置及標志，要嚴格按照安全用電方案辦理，做到一機一閘一漏。水泵的冷卻采用下一個泵站抽上來的水直接澆至排水泵上進行冷卻。由于洞內(nèi)均為滲水，雖然使用水泵為污水泵，一旦在進水口處產(chǎn)生淤積將導(dǎo)致堵泵。為此，需要對坑內(nèi)污水進行攪合，施工中采用在水泵與管路的接口處安一處出水口并安裝閥門，利用抽水的高壓水不斷對進水口處進行沖攪，同時利用高壓風(fēng)進行沖吹，防止淤泥的淤積。針對隧道施工的特點，施工人員對隧道內(nèi)排水溝及集水坑內(nèi)污泥雜物要及時進行清理，對管路要定期檢查維修，定期用清水進行沖洗。

云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案云桂鐵路云南段六標（長嶺崗隧道出口）反坡排水專項施工方案在集水泵進水口包裹鐵窗紗，同時把水泵或進水口放在竹筐內(nèi)，可以防止污泥及雜物進入而發(fā)生堵塞。當水位下降超過底座，間隙出水時，應(yīng)立即停機檢查，運行一段時間后，須進行維護保養(yǎng)。及時地進行保養(yǎng)和維修確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的必要措施。對隧道內(nèi)的抽水設(shè)備要定期進行安全檢查，并派專人負責管理，做到24小時輪流值班，建立嚴格的值班管理制度。對易損的排水設(shè)備及管理配件要有必要的儲備和供應(yīng)上的保障。10應(yīng)急預(yù)案由于本段隧道施工穿越新哨復(fù)式向斜1、新哨復(fù)式向斜2,可能出現(xiàn)突水、涌水等突發(fā)事故。為此，在現(xiàn)有排水系統(tǒng)上增設(shè)了1套設(shè)備和管路作為應(yīng)急措施。管路利用高壓風(fēng)管，即在每個泵站處在高壓風(fēng)管上開口，與安裝在泵站處的水泵接通，正常情況下把閘閥關(guān)閉。一旦遇到突水、涌水現(xiàn)象，即把進風(fēng)閘閥關(guān)閉，截斷高壓供風(fēng)，打開排水閥進行應(yīng)急抽排，在特殊情況下。針對隧道反坡施工排水的困難的特點，對隧道內(nèi)突發(fā)涌水事故，抽水設(shè)備損害，水位突然升高，建立必要的逃生系統(tǒng)，在掌子面及隧道內(nèi)設(shè)置應(yīng)急燈，在隧道內(nèi)作業(yè)區(qū)放置救生衣，并保持隧道內(nèi)通信暢通，發(fā)生突發(fā)事故后及時上報項目部應(yīng)急預(yù)案領(lǐng)導(dǎo)小組，啟動突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。隧道施工反坡排水費用估算1、泥漿泵設(shè)備費：泥漿泵規(guī)格型號：GMZ250-14-800，單價：56600元/臺，數(shù)量：18臺，共計設(shè)備費：1018800元；2、①400mm無縫鋼管材料費：長度4800m，總重量418.6T；單價：6000元/T，共計材料