最新隧道反坡排水专项施工方案Word文档格式.docx

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1.2编制原则

严格遵守招标文件明确的设计规范，施工规范和质量评定验收标准。

坚持技术先进性，科学合理性，适用性，安全可靠性与实事求是相结合。

对现场坚持“以人为本”、改善环境、确保安全、节约能源、节约投资的设计原则。

2、工程概况

2.1工程概况

李家店隧道位于河北省承德市境内，进口位于兴隆县李家店村，穿越燕山山脉，出口位于承德县金厂村。

隧道起讫里程：

DK141+366～DK147+389,全长6023m,为单洞双线隧道，隧道内线间距为5.0m，隧道最大埋深为527.2m，隧道为单面坡，坡度为8.9‰，隧道出口为反坡施工。

1#斜井作为紧急出口，全长468m，与线路交汇里程为DK143+150,与线路平面交角为45°

，交汇处隧道正线轨面高程为585.872m，紧急出口内坡段最大坡度为12%，综合坡度为10.75%。

2.2地形、地貌

2.2.1沿线地貌特征

李家店隧道位于承德市兴隆县、承德县境内，隧道位于燕山山脉中段，属低中山区。

地貌形态复杂，多呈“V”字型，地形起伏较大，地势中高向两端降低海拔高程在1120.52m~570.00m间，相对高差约550.52m。

部分山坡为陡坡，地形陡峭。

植被较发育，主要为松林、果树及密灌。

隧道区内东南部、西北部交通较便利，G112国道从调查区西北部通过，各乡、自然村之间多有公路或简易公路相通，交通比较便利，中部为高山区。

隧道出、入口经G112国道可通达。

2.2.2工程地质

2.2.2.1地层岩性

隧道范围穿越地层较复杂，进口基岩为正长岩，自然陡度20°

～30°

，出岩为震旦系高于庄组一段白云岩，有少量坡积粗角砾土覆盖，自然坡度10°

～20°

。

隧道区地层局部为第四系全新统坡残积层粗/细角砾土、碎石土；

下伏燕山期正长岩，正长斑岩，中生届侏罗系中统后城组的砾岩，震旦系团子组泥质白云岩，雾泥山组，大红峪组石英砂岩，高于庄组一段泥晶白云岩。

2.2.2.2地质构造

本区断裂表现为脆性正断层、逆断层、平移断层，断裂规模大小不一，共计发现断裂6条，其中隧道动身穿越3条。

F6断裂，破碎带的物质成份为黄色构造角砾岩、碎裂岩，角砾岩成分正长岩，较松散或半固结。

产状15°

∠75°

，为左行平移。

F2断裂，破碎带的成份构造角砾岩、碎裂岩，断层泥，角砾成分为你将白云岩，较松散或半固结。

F1断裂，破碎带的物质成分为灰色构造角砾岩、碎裂岩，角砾岩成分为石英砂浆，较松散或半固结。

产状55°

∠70°

，性质为逆断层。

断层通过处为一系列山脊鞍部或地形陡变带，断层三角面明显。

2.2.3水文特征

隧道所在区水系不发育，地表水多为季节性流水，常年流水见于西北部二窝铺、南门口，南大洼、金厂一线，流向由南西向北东。

以911高地-951高地-1060高地-1137高地-1162高地-1153高地-1214高地一线为分水岭，该线以北水系流向北东，以南水系流向南东，汇入柳河，均属滦河。

依据水质分析结果，根据铁建设〔2005〕157号文判定，该隧址区地下水无化学侵蚀性，仅根据氯离子含量判定，无氯盐侵蚀性。

2.2.4不良地质

坍塌：

隧道DK146+330.5～DK147+389段东北部金厂东为震旦系下统团山子组、大红峪组和高于庄组，其中大红峪组石英砂岩，产状较陡，悬崖陡壁较多，易发生岩石崩落。

隧道东部中南部东道坑一带地形陡峭，节理发育，庙梁后成组二段岩石松散残积物较发育，为泥石流易发区。

岩溶：

团山子组泥质白云岩，高于山组泥晶白云岩由碳酸盐组成，易受雨水、地下水溶蚀，并且有断层通过，有岩溶的可能性。

岩爆：

DK144+020～DK146+140段为正长斑岩，岩体较完整，隧道洞身埋深超过200m，发生岩爆的可能性较大。

2.2.5气象特征

隧址区系暖温带大陆性季风气候，冬季长冷干燥，夏季短炎热多雨。

年平均气温9～10℃，最高气温43.3摄氏度，最低气温-24.2摄氏度；

年平均降水量512mm，霜冻始于10月上旬，无霜期150天左右。

7～8月为雨季即洪水期。

按照对铁路工程影响气候分区为寒冷地区。

2.2.6地震动参数

根据1：

400万《中国地震动参数区划分图》（GB18306-2001），沿线地震动参数划分如下：

DK141+366～DK142+000段地震动峰值加速度为0.1g（地震基本烈度为Ⅶ度）,DK142+OOO～DK147+389段地震动峰值加速度为0.05g（地震基本烈度为Ⅵ度）。

本隧道位于冀北燕山山脉中段，是内蒙古高原于华北平原的过渡地带，属于低山丘陵区，山脉走向主要为东西向，地势北高南低，西高东低，山体植被覆盖率低，岩体多裸露，呈陡崖峭壁地貌，隧道区最高海拔1081米，相对高差一般200～400米。

2.2.7气象特征

该地区最冷月平均气温-8.5摄氏度，土壤标准冻结深度1.1m，土壤最大冻结深度为1.26m。

2.2.8地质构造

本区域位于构造单元中朝准地台，燕山沉降带中部，隧址区节理不发育有两组节理较明显，分别为20°

方向节理间距为30～40cm，320°

方向，节理间距20～30cm。

2.2.9水文地质条件

地表水流向近东西，在黄酒馆附近为地表分水岭，向东为柳河流向东北入滦河水系，向西为清水河流向西汇入密云水库。

地下水主要为基岩裂隙水，局部较富水，地表水和地下水对混凝土均无侵蚀性。

根据设计资料计算预测，隧道出口DK146+340～DK143+950段估算最大涌水量为1100m3/d,隧道出口DK147+389～DK146+340段估算最大涌水量为630m3/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。

如图3.3.1：

LK-集水坑间距is-线路坡度

图3.3.1集水坑接力式反坡排水方式示意图

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，再用大功率的自动排水系统泵站通过排水管道将水排到洞外。

如图3.3.2：

洞内平面布置示意图

图3.3.2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

李家店隧道坡度较缓，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，根据设计估算最大涌水量在DK147+389～DK146+340段拟设置固定式排水泵站2座，分别设置在DK146+800，DK146+300处,DK146+340～DK144+380段拟设置固定式排水泵站3座，分别设置在DK145+800，DK145+300,DK144+800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Φ200mm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，小集水泵用Φ80mm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。

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，泥浆泵考虑选用山西天波制泵公司生产的高效耐磨渣浆泵，扬程70m，流量120m3/h，功率37Kw。

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，实际操作根据水量大小在数量上予以增减。

5.2需要配用的设备及位置表

范家山隧道出口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

DK147+389～DK146+340段

640m3/d

DK146+800

WQ70-40-15

1

2

120m3/h

DK146+300

DK146+340～DK143+950段

1100m3/d

DK145+800

DK145+300

DK144+800

6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Φ200mm管材均为无缝钢管（一套检修备用，一套日常使用）；

1套为Φ80mm消防软管（工作面上移动积水）。

6.2集水坑设置

集水坑设于洞内中线处，每隔500m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）×

1m（宽）×

1m（深），容量2m3，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