隧道反坡排水施工方案

1、工程概况

林家屋基隧道位于贵州省六盘水市盘县境内的英武乡，起讫里程D1K925+465～D1K931+308，中心里程D1K928+386.5，隧道全长5843米，设计为双线隧道，单面坡，其中D1K925+465～D1K926+000段535米为平坡段，D1K926+000～D1K931+308段5308米坡度为20‰，设计为上坡。为加快施工进度，解决施工及运营期间的排水问题，结合地形、地质条件，在隧道进口左线中线右侧35米设置平行导坑，平行导坑长760米，净断面尺寸5（宽）×6m（高），采用无轨单车道；在隧道出口位于线路前进方向左侧，设置一横洞，横洞长912米，与正洞交与D1K930+000，横洞与长沙端方向夹角°，净断面尺寸7.5（宽）×6.2m（高），采用无轨双车道运输。 2、自然地理概况

2.1 工程地质、不良地质

隧区位于旧普安向斜的北翼，主要受水井塘子大断裂及旧普安向斜的影响，发育有林家屋基正断层、林家屋基逆断层、水井塘子逆断层。不良地质为岩溶及岩溶水、危岩落石、断层破碎带、煤层瓦斯等。

2.2水文特征

本区地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。 经对隧址区水文地质条件的调查，结合区域水文地质资料的综合分析，综合比较，推荐隧道正常涌水量Q=18000方/d,雨洪期最大涌水量Q=39200方/d，隧道在可溶岩段遇溶洞、溶缝、溶隙可能发生突水、突泥，向斜核部、

断层破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带多为地下水富集区，易发生突水、突泥。 3、排水方案

3.1隧道反坡排水的特点

反坡施工即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完全，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6台，备用4台，检修2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管道将水排到洞外。如下图：

水沟小集水泵横沟大功率泥浆泵排水管集水坑洞内平面布置示意图

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

横洞工区反坡施工，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。 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木身成分外，主要还有岩石、石屑、泥浆等成分，按最大涌水量考虑排水能力，泥浆泵选用大流量、低扬程抽水机，设备分阶段投入。由于本隧道正常涌水量Q=750方/h,雨洪期最大涌水量Q=1633.3方/h，水泵流量在320方/h。横洞工区小里程设计集水坑里程分别为D1K929+750、D1K929+500、D1K929+250。选用250WQ400-30-45型污水泵，流量400m3/h，扬程30m，功率45Kw。本隧道全长5843米，林家屋基隧道横洞小里程端施做1500m,小里程段落最大涌水量为419.3方/h，所以每个集水坑共需要水泵型号为250WQ400-30-45型污水泵2台。 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，正常施工排水各采用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φ150mm管材均为无缝钢管(一套检修备用，一套日常使用)；l套为φ80 mm消防软管(工作面上移动积水)。

6.2集水坑设置

集水坑设于洞内中心水沟，为提高泥浆泵抽水效率，每隔250m设置l处，分别设置于D1K929+750、D1K929+500、D1K929+250里程处，同时根据隧道内出水量情况予以适当加密。

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，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，泵站统一设置在洞内右侧。

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φ80mm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、反坡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，并在沟项加盖铁板，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，副队长一人，设备检修2人，排水工班2个班，每班组成：工班长l人，泵站管理l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上作坚持队长、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，设置接地装置及标忐，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。

由于洞内均为渗水及涌水，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吹，防止淤泥的淤积。针对隧道施上的特点，施上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钢丝网，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

由于隧道施工中可能出现突水、涌水等突发事故。为此，在现有排水系统上增设了1套设备（3台泥浆泵）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。