宝兰铁路某合同段隧道进口洞内反坡排水专项方案.docx

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宝兰铁路某合同段隧道进口洞内反坡排水专项方案

新建宝鸡至兰州铁路客运专线

甘肃段BLTJ-2标三工区

麦积山隧道3#斜井反向排水专项方案

编制：

审核：

审批：

中铁十三局宝兰客专甘肃段项目经理部

二O一三年三月

目录

一、编制依据编制依据编制依据编制依据1

二、适用范围1

三、工程概况1

四、水文地质特征2

1、地表水2

2、地下水3

3、隧道正洞及辅助坑道涌水量预测3

五、排水所需设备4

5.1、选型原则4

5.2、水泵配置4

六、洞内反坡排水总体方案5

七、反坡排水施工措施及安全注意事项7

八、污水处理7

麦积山隧道进口洞内反坡排水专项施工方案

一、编制依据编制依据编制依据编制依据

（1）施工设计咨询图《新建铁路宝鸡至兰州客运专线麦积山隧道设计图》；

（2）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》及局部修订条文铁建设〔2005〕160号、铁建设〔2009〕62号；

（3）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；

（4）《铁路隧道防排水技术规范》（TB10005-2009）；

（5）《铁路隧道防排水施工技术指南》（TZ331－2009）；

（6）铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）；

（7）《铁路隧道监控量测技术规程》（TB1021-2007）；

（8）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；

（9）其他铁路工程技术规范及国家行业标准、规则、规程；

二、适用范围

新建铁路宝鸡至兰州客运专线BLTJ-2标三工区麦积山隧道3#斜井反坡排水施工。

三、工程概况

麦积山隧道地处渭河南岸南陇山与西秦岭北缘过渡带的中山区，位于天水麦积区元龙镇。

隧道起讫里程DK726+213-IDK740+145，全长13932米，双线隧道，最大埋深675米。

洞身纵坡依次为16.1‰/10587米、5.9‰/3250米、0‰/95米的单面下坡。

麦积山隧道3#斜井与线路交于IDK739+200，平角90°0′0″（121°55′18″），设计坡度5.50%，长度478.77m，采用无轨运输方式，为双车道，设计后期为紧急出口，为永久工程。

井口、交叉口段和井身Ⅴ级围岩段采用模注衬砌，其余井身一般地段采用永久喷锚衬砌，洞内均设排水沟。

永久辅助坑道模注衬砌背后设防水板，环向设盲管，环向施工缝设止水条。

永久工程井底设特种防护门，井口设安全管理门，为保障救灾救援疏散要求设置相应的应急通风、应急照明等配套设施。

洞内施工排水为反坡排水。

本隧道按250km/h客运专线双线隧道设计。

四、水文地质特征

麦积山隧道3#斜井通过区沟谷十分发育，呈树枝状分布，沟谷中地表水发育，基本为常年流水。

地表水化学类型为HCO3.SO4-Ca.Na型，水质良好，对混凝土不具氯盐、硫酸盐侵蚀性。

麦积山隧道3#斜井地下水以松散岩层孔隙水和基岩裂隙水为主，松散岩层孔隙水主要赋存于沟谷区第四系全新统砂，卵石、漂石土中，基岩裂隙水赋存于燕山期侵入的花岗岩中，依据储水裂隙成因的不同，又分为风化裂隙水和构造裂隙水两类，隧道洞身通过区岭脊段落地下水主要为后者，地下水水质较好，矿化度小于0.3g/l，对圬工不具氯盐和硫酸盐侵蚀性。

1、地表水

麦积山隧道通过区沟谷十分发育，呈树枝状分布，沟谷中地表水发育，基本为常年流水。

沟谷中地表水基本为坡积层、风华层出露的泉水和沿途基层裂岩中渗出的地下水，该隧道区地下水相对较发育。

隧道区沟谷地表水水化学类型为HCO3-Ca和HCO3。

SO4-Ca.Na型。

通过沟谷的流量及计算参数详见表1：

2、地下水

麦积山隧道区地下水以松散岩层孔隙水和基岩裂隙水为主、松散岩层孔隙水主要赋存于沟谷区第四系全新统砂、卵石、漂石土中，基层裂隙水赋存于燕山期侵入的花岗岩中。

根据储水裂隙成因的不同，又分为风化裂隙水和构造裂隙水两类，隧道洞身通过区岭脊段落地下水主要为后者。

地下水水质较好，矿化度小于0.3g/l，对砼工不具氯盐和硫酸盐侵蚀性。

3、隧道正洞及辅助坑道涌水量预测

隧道正洞及辅助坑道涌水量预测结果分别如表1、表2所示：

表1隧道分段涌水量预测结果表

里程

长度

km

富水性分区

单位长度可能最大涌水量

q0

单位长度正常涌水量

qs

隧道可能最大涌水量Q0

隧道正常涌水量

Qs

m3/d.km

m3/d.km

m3/d

m3/d

DK733+016～DK733+125

0.109

中等富水

8000

1600

872

174.4

DK733+125～DK737+695

4.57

弱富水

2430

486

11105

2221

DK737+695～IDK738+029

0.334

中等富水

7000

1400

2338

467.6

合计

5.013

14315

2863

表2隧道辅助坑道涌水量预测结果表

斜井名称

长度km

交点里程

单位长度可能最大涌水量q0

单位长度正常涌水量qs

隧道可能最大涌水量Q0

隧道正常涌水量Qs

m3/d.km

m3/d.km

m3/d

m3/d

3号斜井

0.478

IDK739+200

7080

1416

3385

677

本隧道预测正常涌水量Q正=677m3/d预测最大可能涌水量Q最大=1416m3/d

五、排水所需设备

5.1、选型原则

⑴隧道排水主要为隧道渗水，同时考虑到施工用水。

水质除地下水的本身成份外，还有岩石石硝、泥浆、喷射混凝土的回弹物，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。

⑵洞内水量是逐段递增的，在各级泵站的选型上，应按排水能力递增原则自下而上递增选配。

⑶各级泵站排水能力应充分配备，并有一定的储备能力。

⑷选用水泵特性要求：

强耐磨、耐腐蚀，使用时间长。

⑸掌子面移动水泵选用较轻便的潜水泵，实际操作根据水量大小在数量上予以增减。

5.2、水泵配置

选用50QW15-22-2.2潜污泵，设计流量15m3/h,扬程22m,电动机功率2.2kw，出水管径50mm作为正常施工排水配置。

选用100QW70-22-11潜污泵，设计流量70m3/h,扬程22m,电动机功率11kw，出水管径100mm作为预防涌水排水配置。

选用200QW70-22-35潜污泵，设计流量180m3/h,扬程22m,电动机功率35kw，出水管径200mm作为预防涌水排水配置。

六、洞内反坡排水总体方案

进口工区反坡施工，且洞内涌水量大，排水问题尤为突出，采取在设集水井，建立多级固定排水泵站，铺设排水管路将洞内地下水通过接力排出洞外。

洞内每隔一定距离设一泵站，利用洞内避车洞修建，避车洞底部加深形成集水井，每个集水井汇集正洞一定范围内的地下水，洞内设水泵并敷设管路将水接力排出洞外。

1、高差计算DK726+235～DK729+252段3017×16.1‰=48.57m

2、抽水机配置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。

选用250WQ400-30-45型污水泵，流量400m3/h，扬程30m，功率45Kw。

3、掌子面处活动泵站选用WQL-10-7.5型潜水泵，排水能力为100m3/h，数量根据掌子面的水量配备，施工中不少于3台。

工作水泵按使用1台、备用1台、检修1台配备

4、涌水量计算表2

斜井名称

长度km

交点里程

单位长度可能最大涌水量q0

单位长度正常涌水量qs

隧道可能最大涌水量Q0

隧道正常涌水量Qs

m3/d.km

m3/d.km

m3/d

m3/d

3号斜井

0.478

IDK739+200

7080

1416

3385

677

进口段承担麦积山隧道正洞DK733+016～DK738+029里程段5013延米的施工任务，涌水量预测如表1

5、泵站级数的确定

采用如下公式计算：

泵站级数：

m=（L×Z）/（h×r）

L-反坡抽水长度，L=5013m；

Z-隧道排水坡度，DK733+016～DK738+029段Z=16.1‰

h-水泵扬程，h=80m

r-压力折减系数，取0.5。

m=3.2，在施工中设4级泵站

6、抽水机数量抽水机数量：

n=V/（v×24×a）

V-洞内涌水量，取V=6485m3/d；

v-抽水机排水量，v=400m3/h，

a-流量折减系数，取a=0.85

n=0.8，取每级泵站需设1台抽水机

7、水仓容量

水仓容量：

泵站水仓容量按15min最大涌水量考虑。

6485÷24÷60×15=67.55m3设计水仓尺寸5m×5m×3m，容量75m3。

8、排水管路布置

现场水仓之间布置两排排水管，其中一排作为预防突发大型涌水等特殊情况时备用。

其他临时泵站排水管路根据实际情况选用。

七、反坡排水施工措施及安全注意事项

⑴为防止洞外高压停电影响洞内排水及其他施工作业，洞口配备500KVA发电机1台，与变电站构成两套完整的双回路供电电源，一路外供电，一路自发电。

⑵固定泵站设设专用配电箱，排水设备搭接电由专职电工负责，严格按照施工用电操作规程操作，其他部位施工用电不得接在抽排水专用配电柜或配电箱上。

⑶每级泵站设1名专职抽水人员，负责该泵站的抽水工作。

⑷泵站及配电洞室开挖后必须进行支护加固处理，确保洞室安全，采用喷射C20砼15cm厚支护，顶部局部地段加设砂浆锚杆支护。

隧道施工完成后，泵站水仓在二次衬砌时用同级砼回填。

⑸洞内水沟必须保证排水通畅，水仓及排水管道要定期进行清淤及清理，确保排水设备及管道运转正常。

⑹加强抽水设备的维修保养，备用抽水机必须保养完好，在其他抽水设备出现故障时保证能及时投入使用。

⑺加强富水段的超前地质预测预报和水量监测，严格按照设计要求做好富水段的注浆堵水施工，做到限量排放。

八、污水处理

麦积山隧道进口四周均是茂密的森林，污水如不处理可能导致数十年的生态破坏。

因此，洞内施工排放的污水须经三级沉淀处理。

处理后的水尽量用于洒道路，排放的水一定要经检验达标后才预排入河沟。

沉淀池内淤泥用吸泥泵抽出后集中晾干，而后装运至弃碴场内统一堆弃。