广东某城际铁路工程暗挖区间洞内排水专项施工方案.doc

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1、DK33+022.303DK33+835.447暗挖区间洞内排水专项方案 编制： 复核： 审核： 中铁二十局集团有限公司莞惠城际GZH-6标项目经理部年 月 日GDK33+022.303GDK33+835.447暗挖区间洞内排水专项方案1.编制依据莞惠城际轨道GZH-6标实施性施工组织设计；GDK33+022.303-GDK33+835.447暗挖隧道主体施工图；地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)2003版；铁路隧道工程施工技术指南（TZ10204-2008）；铁路隧道防排水施工技术指南（TZ331-2009）；铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）；铁路

2、技术管理规程（中华人民共和国铁道部令第29号）；铁路隧道设计技术规范 （TB10003-2005）；2.工程概况2.1 工程概述本段区间隧道设计起点里程GDK33+022.303，终点里程GDK33+835.447(右线)，依次下穿新城路、迎宾路、工业东路后进入市区，其中区间与新城路、工业东路垂直交叉，其余部分基本沿迎宾路南侧绿化带下穿行，该范围内有GDK33+650施工竖井，大里程端接GDK33+951盾构井。该场地属剥蚀丘陵及丘间谷底地貌，地形略有起伏，标高在18.3023.50m之间变化。隧道穿越范围内地下管线密集，种类繁多，据管线资料及现场勘探，场区内的主要地下管线有电缆、通讯线缆、给

3、排水水管、煤气管等，埋深不等。本区间隧道最大线路纵坡为5.0，最小纵坡为2.0，竖曲线半径为10000m，隧道拱顶埋深为8m10m。隧道主要穿越素填土、粉质粘性土、全风化混合片麻岩。根据隧道断面形式、埋深及所处地质条件，本段隧道采用浅埋暗挖法及喷锚构筑法设计和施工。2.2 工程地质及水文地质2.2.1地形地貌GDK33+022.303GDK33+835.447段区间场地属剥蚀丘陵间丘间谷地，地形稍有起伏，地面标高在18.3023.50m之间变化，谷间多为菜地，植被发育。2.2.2地层岩性及地质构造(1)第四系全新统人工堆积层（Q4ml）根据组成成分，本段人工填土层主要分为1素填土1个亚层：1素

4、填土：褐灰色，褐黄色，稍湿，松散稍密，主要由黏性土、砂粒等组成，含少量碎石，层厚0.9012.00m，呈层状分布于地表人工活动频繁处，各钻孔均有揭露，层底高程9.7921.45m。(2)第四系全新统冲积层（Q4al）按照颗粒级配或塑性指数可分为1粉质黏土、2淤泥质粉质黏土、3粉砂3个亚层。1粉质黏土：褐黄色，棕红色，软塑，局部硬塑，土质不均，含少量砂粒，层厚2.202.90m，仅在 BD1Z-2300，BD1Z-2301，BD1Z-2302号钻孔有揭露。层顶高程9.7911.19m，层底高程7.598.29m。2淤泥质粉质黏土：深灰色，流塑，味臭，土质不均，含有机质，局部含较多砂粒，层厚1.2

5、03.70m，仅在BD1Z-BDG1、 BD1Z-BDG2、BD1Z-BDG3、BD1Z-BDG4、BD1Z-S1315、BD1Z-S1401 及BD1Z-S1402号钻孔有揭露。层顶高程13.5220.80m，层底高程11.2219.50m。3粉砂：灰黑色，稍密，饱和，级配不良，含少量黏粒，层厚1.002.00m，仅在BD1Z-BDG2及BD1Z-BDG4号钻孔有揭露，层顶高程14.1319.50m，层底高程13.1317.50m。(3)残积层（Qel）由下伏混合片麻岩风化残积形成。1粉质黏土：以黄褐色、褐红色为主，局部夹灰白色，硬塑，层厚1.4019.90m，该层在各个钻孔均有揭露，层顶高

6、程7.5921.45m，层底高程-3.4714.70m。(4)震旦系混合片麻岩（Pz1）主要为黄褐色、浅黄色、灰白色、青灰色，变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为石英、长石、云母，按风化程度可分为1全风化混合片麻岩、2强风化混合片麻岩、3弱风化混合片麻岩3个亚层，分述如下：1全风化混合片麻岩：以褐黄色为主，岩体呈土状，除石英外，各种矿物均已经风化蚀变，层厚4.6021.50m，在各钻孔均有揭露，层顶高程-.3.4714.70m，层底高程-18.257.26m。2强风化混合片麻岩：青灰色，岩芯呈碎块状、块状，局部扁短柱状，变晶结构，片麻状构造，裂隙发育，岩体较破碎。层厚1.108.40m，大部分

7、钻孔有揭露，层顶高程-18.257.26m，层底高程-22.653.26m。3弱风化混合片麻岩：青灰色，变晶结构，片麻状构造，岩体多呈短柱长柱状，局部碎块状，节理裂隙较发育，层厚1.9025.00m，大部分钻孔揭露，层顶高程-22.653.26m，层顶埋深20.044.40m。隧道洞身为全弱风化混合片麻岩，全风化成砂土状，强风化成块状，弱风化较完整，全强风化混合片麻岩风化不均，结构松散，其自身强度低，抵抗外力破坏的性能差，稳定性差。本区间场地表层主要为第四系覆盖层，其下为第四系残积土，下伏基岩为震旦系的混合片麻岩；本次勘察期间未发现影响本工点的断层构造。2.2.3工程地质条件1）地层基本承载力

8、及岩土施工工程分级1 素填土 松散1 粉质黏土 软塑 0=120kPa （）2 淤泥质粉质黏土 流塑 0=80kPa （）1 粉质黏土 硬塑 0=200kPa （）1 混合片麻岩 全风化 0=250kPa （）2 混合片麻岩 强风化 0=500kPa （）3 混合片麻岩 弱风化 0=1000kPa （）2）场地内特殊岩土为淤泥质粉质黏土。经液化判别，无不良地质体，见图2-1、2-2纵向围岩分类及参考图。3）地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度：度，地震动反应谱特征周期为0.35s。场地土为中软土，场地类别属类。2.2.4水文地质勘测期间地下水水位埋深1.309.0m。根据取水样试验成果，地

9、下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性。雨季时受地表水易于补给，雨季时地下水相对较丰富。通过地质调查和前人资料的分析，隧道洞身段埋藏较浅，雨季时受地表水补给，故富水量也变化相对大，对隧道开挖产生不利影响。3.总体方案3.1线路基本情况GDK33+022.303GDK33+835.447暗挖区间总长813.144m，其中GDK33+022.303GDK33+320段为2上坡（反坡排水），GDK33+320GDK33+650为5下坡（顺坡排水），GDK33+650GDK33+835.447为5下坡（反坡排水），具体如图1。图1.线路纵坡3.2.涌水量计算根据我标段暗挖区间施工图及

10、工程地质勘察报告图，根据水文地质手册中地下水动学法的水文试验公式计算，估算隧道单洞涌水量4426.178m3/d。具体计算如下：式中：隧道涌水量（m3/d）；：含水层渗透系数（m/d）；：隧道通过含水层中的长度（m）；：静止水位至隧道底之深度（m）；：隧道涌水影响半径（m）；：隧道宽度的一半（m）；：水位降深（m）； =252.982 m =1.649 Q=4426.178 3/d3.3施工排水方案3.3.1排水方案隧道内排水分为正坡排水及反坡排水两种情况，正坡排水均由水沟自然流走，水沟纵坡与线路纵坡相同，水沟截面尺寸为20cm30cm，浇筑仰拱回填时，预留20-25cm不浇筑，待二衬施工完后

11、另行浇筑，实际浇筑顶面预留2%的排水横坡，所有排水沟设于线路右侧，具体见图2。图2.排水横断面图3.3.2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。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

12、放。3.3.3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。根据隧道的实际情况，在施工中采用长距离管道配合小集水泵方式。长距离管道配合小集水泵收集式反坡排水方案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。如图3。 图3. 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。集水坑尺寸为1.01.5m，深度为0.8m，集水坑每50

13、m预留一个。3.3.4本工程拟采用的主要排水方案考虑隧道反坡施工较长、隧道坡度平均为5.0、水泵扬程及施工方便等因素，采用长距离管道配合小集水泵收集反坡排水较好，每个泵站的设备按照一使用一备用一维修的原则配备。隧道内每小时渗水量：4426.178/24=184.424 m3/h总体泵站设置如下：3.3.4.1第一固定泵站GDK33+650竖井通过横通道与左右正线连接，在竖井开挖到底时，在竖井内浇筑2.5m2.0m，深2.0m的集水井，作为洞内至洞外排水的首级固定泵站。采用潜水泵WQ200-25-37，功率37KW，流量200m3/h，数量2台。此时高差约18米，使用150mm排水管的管路，在流

14、量Q=200m3/h时，管路损失计算过程如下：V=Q/F=184.4/(*0.0752*3600)=2.88m/sV2/2g=2.882/(2*9.8)=0.42H损失=*L/D*（V2/2g）=0.02*100/0.15*0.42=4.76m其中V：流速，Q：流量，F：管路截面积，：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18+4.76=22.76米，小于25m，每天抽水200m3/h*24=4800m34426.178m3,经计算所选设备符合要求，备用一台，此时安全系数达到2.0。3.3.4.2临时泵站在横通道进入正洞大里程方向，左右线分别设集水池一处，作为临时泵站，采

15、用WQ30-30-5.5B型泵，功率为5.5KW，流量30m3/h，扬程30米，每50m设集水井一处，集水井尺寸为1.01.5m，深度为0.8m。由GDK33+650向大里程方向左右线共计临时泵站10处，由GDK33+650向小里程方向左右线共计临时泵站12处（GDK33+022.303GDK33+320反坡段），共计投入临时泵站22处。除临时泵站外，每掌子面处设小集水井一处，尺寸为0.50.50.3m，防止掌子面处积水，每掌子面处放置WQ10-36-2.2型污水泵1台，备用1台。3.3.5 排水管设置实际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密，首级固定泵站至地面排水管采用150mm钢管，

16、排出地面后直接流至地面沉淀池，经沉淀后与地方排水管道连接。临时泵站之间采用100mm钢管管长距离输送。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50mm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-第一固定站-洞外污水处理池。4.资源配备 根据施工需要，共须配置如下资源，以满足洞内施工排水。设备配备表序号名称型号单位数量备注1污水泵WQ200-25-37台2固定式排水泵站1座、备用1台2污水泵WQ30-30-5.5B台22临时泵站3污水泵WQ10-36-2.2台4小型集水坑内使用

17、4钢管150m505钢管100m9706软管50m2007电缆5芯m850水泵线8电缆5芯m170016mm2专用线5.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.其它工作面排水采用移动式水泵，管路为50mm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.在洞外增加防水、防汛防洪措施隧道洞口浇筑2m高钢筋砼挡墙，设0.30.4m截水沟，经过沉淀处理后，将水引排至附近排水系统。8.各

18、项保证措施8.1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1人，泵站管理1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工作坚持队长、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。8.2安全技术保证措施8.2.1隧道开工前，项目部组织对班组工人进行安全教育培训和安全技术交底，详细说明隧道施工反坡排水的安全的有关技术要求，规范洞内排水管理和落实洞内施工安全排水措施。8.2.2根据莞惠

19、城际施工较长的特点，考虑水泵扬程及施工方便等因素，采用长距离管道配合小集水泵收集反坡排水的方案，每个泵站的设备按照一使用一备用一维修的原则配备，以有效应对隧道涌排水。在现有排水系统上增设了1套设备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。8.2.3对于排水系统的运转，明确责任人，机械队安排专人值班，发现异常情况及时进行协调解决，确保设备及人员的安全。8.2.4在集水坑处挂设彩灯及警

20、示牌，并对设备进行挡护。防止车辆及人员触碰。8.2.5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。8.2.6加强设备的使用、保养、维修，注意用电安全，经常进行检查，杜绝漏电，并派专人操作和维修，非机电修理人员不得随意拆卸设备。8.2.7所有用电设备必须采用“一机、一箱、一闸、一漏保”的接线方式，并做好接地保护，严禁用同一个开关、开关箱直接控制二台及二台以上用电设备（含插座）。8.2.8各种电气设备用的闸刀、插头、插座、空气开关不得有裸露、漏电现象。8.2.9设备的负荷线、保护零线和开关箱应定期检查，发现问题立即报告专职电工维修。8.2.10隧道内配备安全报警设施和足够长度的、可

21、手动拆卸的逃生钢管，标准为壁厚10mm，管径600mm，每节管长为1500mm2000mm。8.2.11如掌子面发生涌水，水量超过了排水系统的工作能力。调度应立即组织人员撤离掌子面。如水量很大，淹隧道速度很快，应立即组织车辆拉碴回填。8.2.12准备好抢险物资、材料，做好抢险准备工作，确保发生异常或险情时能够及时处理物资、设备能够提供到位，保证处理的及时性，防止事态的进一步扩大。9.应急预案9.1成立应急救援领导小组针对广建隧道反坡施工可能发生洞内涌水的风险，项目部成立安全生产事故应急救援领导小组，部属各施工队建立安全生产事故灾难应急抢险队，实施在发生重大生产安全事故时的救援工作，尽量减少事故

22、的危害，保障项目员工和洞内作业的人身安全、洞内机械设备的安全。当安全生产事故发生时立即启动安全生产事故应急预案，在向上级报告事故的同时下达抢险命令，并负责组织实施抢险与协调工作。项目部组织机构如下：组 长：胡智慧 副组长：朱建锋 刘书广组 员：胡伟 郝龙飞 刘爽 张千军9.2各类人员职责9.2.1 组长职责负责应急救援工作的启动。事故应急行动期间各单位的运作协调，按照应急救援预案合理部署应急工作，和事故现场指挥协调工作，保证事故应急救援工作的顺利完成。同时负责把事故救援进展情况及时向上级主管部门汇报，同时接受新闻媒体的采访，必要时召开新闻发布会，向社会公布事故情况、并与安全人员和法律人员及其他

23、事故应急者保持联系。9.2.2 副组长职责负责对事故现场的控制，协调应急队员的救援工作，识别危险物及存在的潜在危险并对事故现场进行分析，执行有效的应急操作，保证应急行动队员的个人安全，并负责事故后的现场清除工作。9.2.3 组员职责负责指挥应急队员对事故现场的救援工作，执行有效的应急操作，保证应急行动队员的个人安全。9.3建立应急处理工作小组以应急救援领导小组为基础，成立应急反应行动小组，下设应急处理工作技术小组、物资设备小组、保卫及联络小组、突击队、医疗救护队、义务消防队等。应急处理工作必须24小时有人值班，当接到应急通知时必须在最短的时间内通知各应急处理组，奔赴事故现场履行各职能部门的职责

24、。9.3.1 管理小组组 长：胡智慧副组长：胡晓辉 朱建锋成 员：刘书广 郝龙飞 胡伟 刘爽 孙焱负责现场的应急处理工作的指导、协调。9.3.2 应急处理技术小组组 长：朱建锋成 员：郝龙飞 刘爽 胡伟 孙焱职 责：担负施工生产安全事故发生后的技术处理及监测工作，从技术方面为抢险救援领导小组提供正确的处理意见。9.3.3 应急处理物资设备组组 长：唐修祥成 员：胡伟 易高成 职 责：担负重大生产安全事故发生后的物资设备供应。9.3.4 应急处理保卫及联络小组组 长：孙焱成 员：张虎 张千军 刘爽职 责：负责对受安全威胁的人员进行疏散到安全地带，确保无受安全威胁的人员后，再对受安全威胁的财产实施

25、转移，转移至安全地带。9.3.5 应急处理突击队队 长：作业队队长担任突击队员：各工区班组长、突击队、义务消防队队员组成职 责 是：担负施工现场各类重大事故的处置任务9.3.6 医疗救护队队 长：办公室主任担任。成 员：由具有相关医疗救护及项目部司机等组成。职 责：负责紧急情况下受伤人员的初步救护工作。9.3.7 义务消防队队 长：负责安全的副经理肖华担任。成 员： 由经过消防相关知识、灭火器材使用相关知识培训的人员组成。9.4、应急救援行动程序与实施9.4.1一旦事故发生时，应及时调动并合理利用应急资源，包括人力资源和物质资源。在事故现场，针对事故的具体情况选择应急对策和行动方案，从而能及时

26、有效地使伤害和损失降至最低程度和最小范围。9.4.2如遇掌子面发生涌水，水量超过了排水系统的工作能力，调度应立即组织人员撤离掌子面同时调用应急水泵进行抽排水，以减少涌水对隧道的危害，同时掌子面附近配备40套救生衣。9.4.3如果涌水量很大，淹没隧道速度很快，抽水不及，应立即组织车辆拉碴回填，以避免大面积塌方。9.4.4如果隧道涌水造成洞内电力设施损坏，应启动应急用电方案，用发电机发电或从洞口再向洞内接电，以保证水泵抽水工作和救援工作的进行。9.4.5如果涌水造成人员被困，应用皮划艇组织救援，首先保证人员生命安全，若造成塌方，则利用逃生管道进行人员救援。9.4.6当遇险人员全部得救，项目事故现场

27、抢险指挥部经认真检查分析，确认事故经抢险、险情已完全排除，事故现场得以控制，事故灾害链已彻底切断，便可宣布抢险结束。9.5应急抢险队伍设备与物资10.5.1应 急 设 备 清 单序号名 称规格数量备 注1逃生钢管1cm*60cmm配备60m2发电机150kw2台可增加设备或从九华山及三集中调用3抽水机2.2kw10台根据施工进度可增加设备4救援车辆7辆2台项目部车辆，出现险情时专用5指挥车辆4辆2台领导用车，出现险情时专用6对讲机4台用于平时的工程测量，应急时调用7急救床2临时急救躺卧，根据需要增加8担架2备用，根据需要增加9急救药箱1常用急救药品10挖掘机4台应急时调用9.5.2应急设施物资

28、日常配备应急可充电灯、防爆电筒、危险区域隔离警戒带、各种类安全禁止警告、指令、指示标志牌、安全带、安全绳、逃生钢管、气体测试仪器等专用应急设备和设施。隧道每隔200m配置一盏照明灯。各现场除配备必要的防排水物资外，其它应急物资根据施工进度需要，与相关单位签订救援物资的供应，应无条件满足抢险救援。部分救援物资设备可放置在现场，挂放标识牌使现场人员都知道。急救箱、担架等物品统一由办公室负责保管。应急物资、设备和设施的维护保养由物资设备部负责，确保应急设备和设施始终处于完好状态，保证能在应急状态下的有效使用。9.5.3抢险队伍与物资、机具保障施工成立应急救援抢险队，具体负责现场抢险的实施工作。抢险物

29、资储备：编制袋500个，方木5m3，钢管2吨，砂石料需用时由混凝土拌合站运送，皮划艇3个。抢险机具储备：铁锹50把、十字镐50把、50t千斤顶4个，挖掘机、装载机利用现场施工机械。9.6教育培训和预案演练9.6.1教育项目经理部及所属各施工队要定期组织员工进行应急法律法规和事故预防、避险、避灾、自救、互救常识的教育，使员工了解、熟悉、掌握相关应急知识。9.6.2宣传经常性利用工地宣传栏，进行应急法律法规和事故预防、避险、避灾、自救、互救常识的宣传，提高员工的危机意识。9.6.3培训项目经理部负责组织安全管理人员、抢险队专业人员进行上岗前培训和业务培训。9.6.4演练项目安全生产领导小组设定演练抢险课题，按应急救援预案组织安全生产事故抢险演练。安全生产事故抢险演练结束，进行总结，发现问题，修正预案。总之本段隧道施工可能出现突水、涌水等突发事故。为此，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，专人值班，左右洞及时联系，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。