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1、 新建张家口至唐山铁路ZTSG-2标段燕山隧道4#斜井正洞反坡排水施工方案中国中铁编制： 审核： 审批： 中铁隧道集团张唐铁路项目经理部二一二年六月二日燕山隧道4#斜井正洞反坡排水施工方案一、编制依据1、燕山隧道相关设计文件及图纸资料；2、隧道施工规范；3、燕山隧道施工组织设计；4、适用于铁路施工的规范、标准等文件；二、编制原则1、斜井及通过斜井施工正洞段均为反坡排水，通过移动潜水泵将水抽至集水箱，再由集水箱抽至泵站排至洞外沉淀池，再由沉淀池排至河道内。2、在施工发生大涌水时，水量超出泵站的能力，将下坡段掌子面段作为临时水仓，但是必须保证施工人员及机械设备能够有及时撤离掌子面。3、如涌水量大，
2、产生了灾难性的后果，在确保抢险人员生命安全的情况下，及时采取有效的抢救方案，减少人员伤亡程度，降低灾害损失，积极组织人力、物力、财力全力抢险救灾，处理涌水，尽快恢复正常施工生产。三、工程概况燕山隧道位于河北省张家口市境内，隧道起迄里程DK52+950DK74+106(右线YDK52+960YDK74+114)，全长21154m(右线21153m)。隧道为双洞单线隧道，最大埋深557m。洞内线路纵坡为5.1的单面坡，出口端位于曲线上，其余均位于直线上。燕山隧道4#斜井采用无轨运输双车道斜井，斜井平距1465m，斜长度为1472m。斜井与正洞交于DK64+300，夹角为49，斜井井口与井底高差为1
3、43.63m，从洞口到洞底每隔250m设置一处长度为25m、坡度为3%的缓坡段。 按照当前的隧道施工组织设计安排承担左线进口方向改DK63+407DK64+300段，长度893m的施工，左线出口方向改DK64+300DK65+042段，长度742m的施工；同时施工右线进口方向改DK63+413DK64+306段，长度893m的施工，右线出口方向改DK64+306DK65+060段，长度754m的施工。四、工程地质根据区内水文地质调查及对图纸资料的设计情况，区内地下水发育，涌水情况统计见下表。表1 4#斜井涌水量统计表序号里程正常涌水量Qst（m3/d）最大涌水量Qmax（m3/d）渗透系数（m
4、/d）地质情况14斜14+654斜10+18/215.270.035新黄土，黄褐色，粉质粘土，粗圆砾土，卵石土，粗角斜长片麻岩，弱风化，（WT2-2）4斜4+004+75，（WT1-1）4斜4+854斜5+25，（WT2-3）4斜7+254斜7+55低阻异常段，呈散体状结构。24斜10+184斜8+6835010000.03534斜8+684斜5+60100025000.03544斜5+604斜0+00200045000.030角闪斜长片麻岩，弱风化，（WT2-1）4斜1+504斜3+00低阻异常段，节理发育，呈碎石状结构。表2 4#斜井进正洞（左线）设计涌水量统计表序号里程正常涌水量Qst（
5、m3/d）最大涌水量Qmax（m3/d）渗透系数（m/d）地质情况1改DK63+407改DK64+5305000110000.030角闪斜长片麻岩，弱风化（WT1-9）改DK63+375改DK63+450，呈碎石状结构。（WT1-10）改DK64+415改DK64+533低阻异常段（F10）,(F10)物探推测断层带，呈碎石状结构。2改DK64+530改DK65+0427500120000.300改DK64+530改DK64+690段,断层破碎带，呈散体状结构。改DK64+690改DK64+882段, 角闪斜长片麻岩，弱风化,呈碎石状结构。改DK64+882改DK66+042段, 角闪斜长片麻
6、岩，弱风化,断层破碎带，（WT1-11）改DK64+900改DK65+020，低阻异常段，呈散体状结构。表3 4#斜井进正洞（右线）设计涌水量统计表序号里程段正常涌水量Qst（m3/d）最大涌水量Qmax（m3/d）渗透系数（m/d）地质情况1改YDK63+413改YDK64+510450080000.030角闪斜长片麻岩，弱风化物探推测断层带，呈碎石状结构；节理裂隙发育，呈块状结构；角闪斜长片麻岩，弱风化，物探异常段，断层破碎带，节理裂隙发育，呈碎石状结构。2改YDK64+510改YDK65+0608000170000.30改DK64+510DK64+698段,断层破碎带，呈散体状结构。改D
7、K64+698改DK64+860段, 角闪斜长片麻岩，弱风化,节理裂隙发育，呈碎石状结构。改DK64+698DK65+060段, 角闪斜长片麻岩，弱风化,断层破碎带，呈散体状结构。 从上表中可见，斜井设计正常涌水总量为3350m3/d，正常最大涌水总量为8215.27m3/d。正洞左线设计正常涌水总量为12500m3/d，正常最大涌水总量为23000m3/d;正洞右线设计正常涌水总量为12500m3/d，正常最大涌水总量为25000m3/d。五、抽水形式选择斜井主排水采用2级泵站接力抽排的形式。为了防止突然大规模涌水或是停电造成的大型抽水设备、电力设施被水淹没，在距斜井井底120m处设置大型抽
8、水站，并由高压电缆将洞外10KV高压电引入洞内，在抽水站旁设置大容量变压器1台。斜井与正洞交汇处设置集水坑，水经沉淀后由大流量单级离心泵抽至大型抽水站，最后由大型抽水机直接抽至洞外。六、设备选型及管路布置考虑施工期间的注浆止水等堵水措施的采取，施工期间的斜井及正洞的正常总水量按照10000m3/d考虑，即416.7m3/h。斜井斜长度1472m，斜井井口与井底高差143.63m。排水管使用2趟200mm的排水管路（2趟200mm的高压风管为备用）。（1）、水站座泵选择在流量Q=416.7m3/h时，管路损失计算过程如下：V=Q/F=Q/r2=416.7(3.140.0013600)=3.68m
9、3/s；V2/2g=3.68(29.81)=0.187m/s；H沿损失=L/DV2/2g=0.0214720.20.187=27.52mH局损失=（止回阀2个，约1%+90弯头1个，约3%）=1014%=4.04mH总损失=27.52+4.04=31.56m其中V：流速，Q：流量，F：管路截面积，：沿程阻力系数，L：管路长度，D：管路直径。根据以上计算，水泵扬程应大于143.63m+31.56m-12.72=162.47m，选用4台D280-454型泵，流量Q=280m3/h 时，扬程H=180m，配用电机：N=220kW/380V，能满足要求。2台同时工作，1台备用，1台检修。（2）、井底水
10、站水泵选择井底水站至大型抽水站坡段长度为120m，按照坡度为10.6%计算高差为12.72m，通过相同计算可知井底泵站配置150WQ-200-30-30型号，流量Q=200 m3/h 时，扬程H=30m的无堵塞潜水污水泵5台，3台工作，1台备用，1台检修。（3）、斜井及正洞施工排水平面布置图4#斜井及正洞施工排水平面布置示意图七、水仓设置斜井最大设计涌水量为10000m3/d。水仓的容量根据设计文件，即水仓容量按30min的汇水量设计，30min的最大汇水量为208m3，抽水泵站水箱按20m2m3m=120m3，水箱旁设置4台D280-454型泵压水通过排水管路排至洞外沉淀池。井底集水仓容积按
11、10m4m3m=120m3考虑，集水仓中间设置隔离墙（预留排水缺口），作为临时污水沉淀池，通过沉淀池流入至另一边的集水仓内，集水坑仓水通过150WQ-200-30-30型水泵吸水通过管路至大型泵站水箱，沉淀池设在斜井井底左侧10m位置，与排水管路同侧，便于清淤。抽水泵站平面布置图4#斜井井身泵站横断面及纵断面图4#斜井井底集水坑及沉淀池图八、供电方案及应急供电方案由于抽水机都是大功率用电设备，洞内供电采用50平方高压电缆将洞外10KV高压电引入洞内，根据以上抽水机的配置抽水站需配置一台1250KVA的变压器。当网电停电后，应急电源的能力应能够满足排水、洞内照明需要，洞内必须保证2台220KW多
12、级离心泵、3台30KW污水泵抽水，排水用电功率为530KW，照明20KW，共计550KW，根据以上计算，洞内设置双回路电源，备用1台800KW的发电机作为应急电源。由于停电后通风机无法工作，洞内没有新鲜空气供应，因此800KW发电机只能设置在洞外，通过洞外800KVA变压器向洞内变压器反送电。九、设备配置表表2 设备选型配置表序号设备名称型号流量m3/h扬程（m）数量（台）备注1无堵塞潜水污水泵65WQ30-50-113050142150WQ-200-30-301503053离心泵D280-45428018044变压器1250KVA15发电机800KW16钢 管2007400m注：、其它小型抽
13、水设备按照需要进行适量配置； 、在施工过程中如果水量较图纸资料变化较大，设备配置可以根据实际情况适当调整；十、预测预报施工至设计图的电阻异常段或地下水发育段时，实施TSP超前地质探测预报。根据TSP预报的结果，在可能发生涌水的地段进行超前地质钻探，验证地质情况。根据实际的地址情况，采取有针对性的施工方案。在TSP探测可能存在涌水的地段前10m位置，实施超前地质探孔，探孔设置孔口管，并安装阀门。如果将地下水打漏，水量、水压很大，停止钻孔，关闭阀门，控制出水量，减小排水压力。根据水量、水压情况，及时通知相关各方，制定施工方案。每循环开挖钻眼过程中，采用5m长钻杆进行超前钻探，发现异常情况，及时停止
14、开挖施工。采取超前地质探孔验证或采取帷幕注浆等施工方案。十一、成立涌水应急小组组织机构及职责1、应急小组成员及联系电话职务姓 名部 门联系电话备注组 长黄元庆行 政18932738877副组长王元俊党总支13333137599成员冯均明4#斜井副经理18932631622成员李海平办公室主任18932625222成员陈凌技术主管18932636955成员惠国挺机械主管18693213241成员康伟材料负责人15982938198成员吴廷森安质部长15373627691成员唐波机械队队长15081329501成员任兴作业队189032337782、组长职责（1）、对公司的安全生产负全面领导责任和直接领导责任。（2）、应宣传、贯彻执行各种安全生产法律、法规及制度。（3）、定期向企业职工代表大会报告安全生产情况。（4）、贯彻和落实各级安全生产责任。（5）、定期听取安全情况汇报，研究和解决施工生产中的安全问题。（6）、组织审批防止突泥涌水施工安全技术措施，积极采
