隧道抽排水方案

新建龙岩至厦门铁路象山隧道5＃斜井及出口工程抽排水施工方案中国中铁隧道集团有限公司龙厦铁路ZD-Ⅰ标象山隧道出口项目部2009年4月5日一、工程概况象山隧道位于福建省境内，起于龙岩市曹溪镇，止于漳州市南靖县和溪镇。设计行车速度200km/h。采用单线双洞、两条隧道并行的方案，左、右线线间距在13m～51m～10m间逐渐变化。左洞长度15898m，右洞长度15917m。为Ⅰ级风险特长隧道。象山隧道5号斜井长度327m，坡度9.8%，。二、水文地质情况象山隧道基本处于花岗岩、硅灰岩、砂岩地层，原设计预测全隧道正常涌水量约22000m3/d（917m3/h），最大涌水量不超过55000m3/d（2290m3/h）。施工期间，大部分地段岩体破碎，裂隙发育，裂隙贯通性较好，地下水极发育，实测最高水压达2.5～3MPa，2008年，补充勘探后，隧道推算正常涌水量53140.9m3/d（2215m3/h），推算雨季正常涌水量86659.9m3/d（3610m3/h），推算最大涌水量达223220m3/d（9300m3/h），因此，水文地质极其复杂。根据补充勘测结果计算5#斜井施工段涌水量1035m3/h，2008年3月16日5#斜井正洞进口方向出现涌水，5#斜井内涌水量达1200m3/h，并且水量逐渐增大，预计最大涌水量2000m3/h。三、抽排水总体方案及原则进口方向主要利用隧道设计坡度自然排水，在翻越仰拱开挖及衬砌地段时，采用抽排，出口方向在掌子面附近设置临时集水坑采用水泵抽排，在掌子面后方设置小型抽水泵站（二级），采用抽水机抽排。隧道内涌水全部集中在斜井底，在斜井底设置大型抽水泵站（一级），采用抽水机集中抽排水。四、具体抽排水方法及设备配备（一）井底泵站抽排水5#斜井进入正洞各施工作业面出水，全部汇集到井底泵站统一排出。井底泵站设置在斜井与导洞底之间的正洞内，在正洞右线右侧YDK34+705洞室内开挖集水坑，长16m、宽3.0m、深2.5m，四周及铺底均采用50cm厚混凝土加固；在洞室外正洞底板也设置集水坑，长6m、宽3m、深2.5m；集水坑，总容水量165立方米。井底泵站共安装14台抽水机，另备用3台，安装排水管路共11趟。1）设备配备:抽水机设55Kw离心污水泵5台，每台流量176m3/h，扬程为61m；设75Kw污水泵8台，每台流量315m3/h，扬程为50m；设132Kw污水泵1台，流量每台485m3/h，扬程为65m。泵站总功率1007Kw，备用3台，为预估涌水量的1.5倍。2）管路布置：Ø159出水管9趟计3870m，Ø219出水管1趟计430m，Ø125出水管1趟计430m，从抽水机出水端口直达洞口大型沉淀池，泵站理论总排量可达3108m3/h。3）电力配置：5号斜井配置3套10KV高压电源，高压进洞到抽水站的高压电缆2趟，其中备用1趟；抽水站内设315KVA变压器两台，设800KVA变压器一台，设630KVA变压器一台，专门为抽水机提供专用电源并可负载2060kw；因象山隧道施工段地处雷区，打雷时常同时停电，为保证洞内正常排水防止淹井，洞外设260KW备用发电机四台，可通过两趟高压电缆同时为泵站提供专用电源。4）线路布置：采用2趟高压电缆到抽水站变压器，用于泵站抽水，每台抽水机采用电缆带动工作。（二）进口方向仰拱施工段抽水进口方向掌子面出水利用隧道坡度自然排水，所以水流经过仰拱施工段时必须采用水泵抽排，仰拱开挖和仰拱混凝土分开施工，水流必须通过两次抽排才能进入已衬砌段水沟内，达到自然排水。所以在仰拱开挖作业面和仰拱混凝土作业面前面都设置临时集水坑，并采用水泵抽排，具体配置如下：右线进口方向设备配置：6台7.5kw的污水泵、8台5.5kw污水泵、7台3kw污水泵。左线进口方向设备配置：6台7.5kw的污水泵、6台5.5kw污水泵、6台3kw污水泵。（三）出口方向抽水左右线出口方向开挖为下坡，反坡排水采用二级抽排水式，掌子面设置临时集水坑，采用水泵抽排到二级泵站，然后通过二级泵站抽排到井底一级泵站，然后统一排出洞外。左线掌子面配置1台7.5kw潜水泵、1台5.5kw水泵和4台3kw潜水泵；右线掌子面配置1台7.5kw潜水泵、1台5.5kw水泵和3台3kw潜水泵。二级泵站排水措施1）设备配备:左右线各设22Kw抽水机2台。2）管路布置：左线出口方向2趟排污管共计1200m，右线出口方向设两趟排污管共计860m，二级泵站理论总排量可达100m3/h。3）电力配置：右线31通横通道口处安设一台160KVA变压器，供二级泵站抽水用电。4）线路布置：自一级泵站变压器采用高压电缆到32通处160KVA变压器，低压输出由低压线至二级泵站供电抽水，自低压线由电缆带动抽水机工作。（四）洞外污水处理洞外斜井口设置大型沉淀池，分三级沉淀，沉淀池采用浆砌片石砌筑，内部砂浆抹面，混凝土铺底，沉淀池宽5.5m，长16m，深3.5m，集水池总容水量达308立方米，洞内污水统一抽排到沉淀池内，通过三级沉淀后，再排放到斜井口小溪内。五、人员配备井底抽水泵站设置抽水人员6人，设置修理人员6人；二级泵站各设抽水人员3人，各设修理人员1人；进口方向每处仰拱施工段设置抽水人员3人，修理人员1人，管路工3人；出口掌子面抽水人员各3人；管路维修、维护人员（管道工）6人；电线路、电力设备维修、维护人员（专职电工）3人。抽排水配备人员共63人。六、应急处理方案电力、电路、抽水机等设备双套配备，使用设备出现故障，立即启动备用设备，并及时修复设备故障，在斜井底抽水泵站大里程方向用砂袋砌筑挡水墙，可以加大临时积水量，并准备好应急砂袋、水泵等应急材料，成立涌水抢险应急救援小组，在出现大的涌水，井底泵站排水不能满足需要时，可以让水漫过泵站处挡水墙，救援小组及时在井底泵站和斜井底之间，用应急砂袋再砌筑几道挡水墙，在每道挡水墙处安装应急水泵分多处分别抽排，增大抽水能力，最终达到涌排平衡。