1、 元绿二级公路第二合同段K90+280YK91+885全长1605米绿春隧道防排水专项施工方案编制：王永超复核： 何 勇审核：重庆交建建设集团责任有限公司元绿二级公路第二合同段五工区项目经理部2011年6月25日绿春隧道防排水专项施工方案1 工程概况绿春隧道为一座单洞双向行驶双车道隧道，分界段里程为K90+277K91+888，分界段全场1611米，隧道进口端K90+337.849位于R=399.589m、i=3%的右转圆曲线上；K90+337.849K90+392.849位于R=399.589m、Ls=55m、i=3%的右转缓和曲线上，K90+392.849K91+680.221位于直线上，2、K91+680.221K91+725.221位于R=350m、Ls=45m、i=3%的左转缓和曲线上，K91+725.221出口端位于R=350m、i=3%的左转圆曲线上，隧道所处路段纵坡：进口端K91+860为-1.800%，K91+860出口端为-3.000%；最大埋深146.7m。2 自然地理概况2.1地理位置以及地形、地貌绿春隧道进口端位于元阳县岩甲村境内，出口端位于绿春县俄批村境内，地形坡度2035度左右，表层为厚度不详的第四纪冲宏基层，底部为紫红色的泥质页岩夹细粒长石英砂岩、紫红色泥质砂岩、砂砾石、紫红色中粒岩屑石英砂岩，低级允许承载力为400Kpa。由于受绿春逆断层构造的影响，地3、层破碎，节理裂隙发育不规则，围岩自身稳定性差。2.2气候隧道区属中亚热带湿润季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，年平均温度为16.6，年均降雨量1800mm，年平均风速2.4m/s。2.3水文地质隧道区地下水主要类型为基岩裂隙水。构造裂隙水以及大气降水，岩层富水性较弱中等。隧道进口端地形较缓，埋深较浅，雨季时受地表水易于补给，雨季时地下水相对较丰富。通过地质调查和前人资料的分析，隧道洞身段埋藏较深，受构造影响岩体节理裂隙较发育，地下与赋水性相对较好，类溪水丰富易出现较大涌水，雨季时受地表水补给，故富水量也变化相对大，对隧道开挖产生不利影响。总体上，该隧道水文地质条件对隧道开挖存在一定的影响4、。2.4涌水量计算涌水量计算：根据Q=2.74a*W*A A=L*B式中Q-隧道涌水量（m3/d）；a-降水入渗系数；W-区域多年年降雨量(mm)；A-隧道通过含水体的地下积水面积（Km2）；B-L长度内对隧道两侧的影响宽度（Km）。根据设计资料计算预测，隧道估算涌水量为1726m3/d。3 排水方案3.1 隧道反坡排水的特点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5、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，设置利用高压风管作为1套应急排水系统。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6、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7、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，缺点是要安装水管较长，抽水机需要跟随坑道的掘进二次拆迁前移。4 本工程拟采用的主要排水方案绿春隧道坡度较缓，采用长距离管道配合小集水泵收集反坡排水，考虑隧道反坡施工较长以及水泵扬程等因素，每幅隧道拟设置固定式排水泵站3座，每200米设置左右幅各一座，左幅隧道分别设置在K90+480，K90+680，K90+880处。实际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密，泵站之间采用125mm排水管长距离输送，前方施工掌子面积水采用临时集水坑来收集积水，小8、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至洞外污水处理池。绿春隧道出口端因为下坡施工隧道，排水工作相对轻松，施工时在掌子面和仰拱位置采用临时集水坑进行积水，而后采用污水泵进行抽水作业，并用80mm消防软管将积水收集并输送至已完成的边沟段落，使其沿边沟自然排出洞外，洞外做大集水坑，并采用200cm的混凝土管连接至指定位置。5 设备选型配套5.1 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9、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，泥浆泵考虑选用山东淄博博山润神渣浆泵公司生产的高效耐磨渣浆泵，扬程30m，流量80m3/h，功率22Kw。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10、大小在数量上予以增减。5.2 需要配用的设备及位置表绿春隧道设置泵站位置及选用设备一览表施工 工 区涌水量泵站位置水泵型号水泵数量备用数量抽水能力绿春隧道1726m3/dK90+480GMZ100-30-802480m3/hK90+680GMZ100-30-802480m3/hK90+880GMZ100-30-802480m3/h6 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）：2套为125mm管材均为无缝钢管（一套检修备用，一套日常使用）；1套为80mm消防软管（工作面上移动积水）。绿春隧道出口端采用小型污水泵、泥11、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。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，其具体位置详见上面，泵站水仓容量计算按该段5min的汇水量加上施工用水合计确定，其结构尺寸为3m（长）*3m（12、宽）*1m（深），容量9m3，可根据隧道开挖后的实际情况进行调整，泵站设置在洞内两侧。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。7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13、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。8 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，9 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14、副队长轮流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。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15、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。10应急预案由于本段隧道施工穿越小型煤矿采空区，可能出现突水、涌水等突发事故。为此，在16、现有排水系统上增设了1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。隧道施工反坡排水费用估算1、泥浆泵设备费：泥浆泵规格型号：GM217、100-30-80，单价：20000元/台，数量：18台，污水泵4台，单价：30000元，泥浆泵4台，单价：2800元，共计设备费：491200元；2、125mm无缝钢管材料费：长度1600m，总重量25.5T；单价：7300元/T（含加工安装费用），80mm消防软管800米，单价：57元，200cm混凝土管30米，单价：1640元，洞口连接栈桥一座，单价23000元，C25混凝土硬化约30立方，单价510元，共计材料费：319250元；3、电线线路材料费：长度1600m,单价：15.5元/m，共计材料费：24800元；4、工人工资：工人共计12人，3000元/人.月,施工时间：12个月，共计人工费：432000元；5、电费：每台泥浆泵功率22KW，平均每天有4台工作，每天工作时间20小时，施工时间12个月，电费1.75元/KW.h，共计电费：1108800元。6、其他费用（包括小型水泵、泥浆池、集水坑、设备安装维修等）暂估200000元。以上费用合计：2576050元。