隧洞抽排水方案

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目录

1. 工程概况 0

概述 0

地质情况 0

2. 编制依据 0

3. 抽排水施工 (1)

排水原则 (1)

排水说明 (1)

洞室施工期经常排水 (1)

经常性排水方案 (1)

地下水处理方案 (2)

地下水处理 (2)

施工区排水方案 (5)

4. 资源配置 (5)

机械设备配置 (5)

人员配置 (6)

5. 质量保证措施 (6)

6. 安全保证措施 (7)

7. 附图 (8)

隧洞抽排水施工方案

1. 工程概况

概述

本标段工程位于总干3#隧洞的总47+～总61+桩号段，设计流量为 m3/s，城门洞形断面，净宽，净高，直墙段高，设计水深，顶拱中心角180°，半径。

除主洞工程外还包含了14#～17#施工支洞，以及相应的临时工程等。

施工支洞为城门洞型，宽，高，且均为斜井，支洞坡比范围为%~%之间。

地质情况

桩号45+~47+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统上马沟组上段，地层岩性为深灰色、灰黑色厚层灰岩夹泥灰岩、粉砂质泥灰岩灰岩。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。

桩号47+~52+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统上马家沟组中段，地层岩性为深灰色、灰黑色厚层次岩、豹皮状灰岩，隧洞围岩为中硬岩。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。

桩号52+~59+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统上马家沟组下段，地层岩性为灰黄色泥灰岩、粉砂质泥灰岩夹薄层灰岩。在断层下盘附近穿过奥陶系中统上马家沟组中段深灰色、灰黑色厚层灰岩、豹皮状灰岩。桩号53+处发育FB1逆断层，断距约55m。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。

桩号59+~64+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统下马家沟组上段及下段，岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水，隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。在地应力作用下，泥灰岩可能产生变形。

2. 编制依据

（1）《山西省中部引黄工程施工07标合同文件》（合同编号：SXSZBYHGC-JZ-TJ-024(2012)）；

（2）支洞及主洞设计图纸。

3. 抽排水施工

排水原则

隧洞最大涌水量按正常涌水量Qs的2倍计算考虑，中等富水区最大涌水量按稳定涌水量的倍考虑。对开挖面附近的移动泵进行适当加强，所配移动泵的排水能力按该断面最大涌水量的2倍配备。

排水说明

本工程14#，15#、16#、17#施工支洞控制的引水干线3#隧洞主体工程均位于地下水位以上，但可能有层间水，涌水量较大，在施工斜井井底需设置集水井排水。施工时设计采取集中汇至支洞与主洞交叉口的主集水井，再集中抽排至支洞口附近的污水处理池，经处理后统一排放（支洞控制上游段设计采取排水沟自流汇至主集水井，支洞控制下游段设计采取每300m左右设置一道集水井放置水泵通过输水钢管抽排至主集水井室）。

洞室施工期经常排水

本工程施工期排水包括施工原因发生的经常性排水（施工废水）及地下水渗涌水引排。

经常性排水方案

本标段经常性排水包含开挖及砼浇筑、养护、回填固结灌浆施工期施工弃水。经过相关手册计算，单个作业面开挖最大施工废水为h、混凝土浇筑及养护最大施工废水为h、灌浆最大施工废水为h；

根据施工总进度安排，当砼浇筑与灌浆同时进行时，将产生最大的施工废水排放量h，因此，本工程按单个作业面按 m3/h进行施工废水排放设计。

经相关公式计算后，施工支洞上游主洞设计×排水沟，桩号47+~51+段排水沟底坡为1/3800、其他段为1/3000（即主洞设计底坡）可满足排水要求。支洞下游主洞施工废水可采取WQ（D）、WQ（Ⅱ）水泵直接抽排，管径为d=50mm钢管满足排放要求。因地下渗水相当复杂，难于计算，经过工程类比法及在以往工程的实际经

验，隧洞稳定地下渗涌水一般不超过200m3/h流量，因此本工程初步设计地下渗涌水取200m3/h。根据水泵选型及不占洞室施工空间，因此管路内径设计为DN200mm钢管，输水能力可达226m3/h流量。并每隔300m左右在引水隧洞的右侧设置一道集水井，用于集中放置大功率或多台水泵抽排，经输水管路输送至主集水井，再在其支洞与主洞交叉口两侧各设置集中泵站抽排至洞外。具体详见《洞内排水平面布置示意图》、《洞内排水系统结构图》。

引水干线施工期支洞及主洞洞身排水主要工程量表见下表。

表1-1支洞及主洞排水主要工程量表

地下水处理方案

本工程地下水处理采取突发事前预防为主，事后有应对措施的指导思想。本工程地下洞室位于地下水位线以下，而地下渗水计算极其复杂，通过以往工程地下水处理施工经验，特对引水隧洞富水带地下水处理，地下水的超前处理，集中涌水的封堵处理，渗滴水型和线状渗水的处理，地下水的控制与排除等进行设计及应急处理措施。

地下水处理

（1）富水带地下水的处理

根据开挖工作面上超前勘探孔的揭露资料，探明地下水的活动规律，测定涌水

量、压力，防止突然涌水。同时根据开挖掘露出的涌水量情况，对围岩进行灌浆，降低其渗透性或形成帷幕阻水，截断补给水源；对稳定流量较大的涌水点和暗河采用侧导洞或平行支洞排除地下水，设带钢闸阀堵头等处理。对于地下水丰富，但水压力低，大面积渗流段采取高压灌浆处理。

（2）地下水的超前处理

在引水干线3#隧洞开挖过程中，根据超前地质预报结果，对有可能对施工人员、设备安全造成较大威胁及对工期造成较大影响的掌子面前方的地下水进行超前处理。如遇开挖工作面前方有高承压水，且通过排水不能解决该地下水对人员、设备、工程的威胁时，应采用超前灌浆进行处理。超前处理后达到洞室稳定，满足开挖要求，能够保证安全的前提下才能掘进通过。

图1-1地下水处理工作方案流程

（3）集中涌水的封堵处理

对于开挖揭露出来的高压大流量集中涌水，结合施工过程中的实际情况，对地下水进行适当处理，在保证安全的前提下。通过后要尽快实施封堵处理前期工作(如涌水洞段的围岩加固、大流量涌水的集中引排等)，使高压大流量地下涌水达到可控状态。同时应编制大流量集中涌水详细的引排、堵水方案和施工安全措施、地下水处理进度计划安排等施工措施计划，在地下水处理实施前报监理人审批。根据施工进度计划和工程实际需要，选择适当的时机对高压大流量地下涌水进行封堵处理。

（4）渗滴水型和线状渗水的处理

对于渗滴水型和线状渗水，在引水隧洞主洞段开挖后，混凝土衬砌前进行有效的封堵。因这种渗水压力不大，可选择适当的时机对该类型的地下水进行注浆处理，确保主洞段开挖、支护工作的正常进行。

（5）突发性涌水时地下水的处理

因对地下水分布状况探明不够，在开挖过程中会产生突发性地下涌水，这种涌水常有两种状况：一是突发性涌水一段时间后，水量衰减，很快接近于零。这种情况，等地下水衰减到能够施工时，再进行锚、喷支护，继续开挖；二是突发性涌水后，水量衰减十分缓慢，甚至成为稳定流。遇到这种情况要让稳定流集中在容易控制的地方流出，如用大口径钻机钻孔引水或打旁洞探明含水层后增加排水管引流，这样使难以控制的掌子面的水压力下降；或用混凝土填筑堵墙，埋入钢管引流，待混凝土达到一定强度后，再将引流钢管强行堵塞，进行高压灌浆。

（6）地下水的控制与排除

本工程在施工中初步按200m3/ h稳定渗涌水量的量级进行抽排设计。初步估算按800m3/ h最大涌水量进行应急抢险设施配备，在施工该洞段时应加强探测与防备。

在开挖施工中，如遇突（涌）水，水流根本无法自流排出洞外，根据涌水量的情况，一是设置临时围堰，配备足够的排水泵和人员进行抽排；二是提前做好应急抢险设施的配备。

以上具体处理措施详见《洞内排水平面布置示意图》、《洞内排水系统结构图》、《引水干线3#隧洞地下水处理方法示意图1/3》、《引水干线3#隧洞地下水处理方法

示意图2/3》、《引水干线3#隧洞地下水处理方法示意图3/3》、《引水隧洞地下水处理平面示意图》。

施工区排水方案

现场生产生活区建设初期，认真调查周边坡沟水文情况，在尽量避开沟水和山洪波及的地带前提下，选择合适地方修建施工临时设施和加工厂，修建边坡截水沟，修建排水沟等前期引排设施；同时准备粘土麻袋和水泵以备临时急用。以保证施工期间，施工临时设施、加工厂、各施工洞口能正常运转而不受施工期间雨水和水流的影响。

4.资源配置

机械设备配置

支洞及主洞洞身排水主要机械设备见下表。

表4-1 支洞及主洞洞身排水主要设备表

人员配置

支洞及主洞洞身排水人员配置见下表。

表4-2 支洞及主洞洞身排水人员配置表

5. 质量保证措施

针对3#主洞及各施工支洞的施工条件及管理要求，施工质量应符合施工规范和操作规程，讲求科学、合理，注重管理。

（1）成立管理机构，对隧洞排水施工微观控制。

（2）严格按审批的《隧洞抽排水施工方案》组织施工管理，资料发放至3#支洞及各施工支洞施工管理负责人、施工队队长及其管理人员、施工班长，使参与本

次的施工管理及作业人员领会施工组织设计意图，掌握施工要领。

（3）针对各施工部位的实际情况，编制《作业指导书》和交底，指导施工作业。

（4）施工过程中适时监控，全方位管理施工全过程，项目部质检员跟踪监督，掌握施工动态。项目部质检部门，对施工的成品进行抽样检查，及时纠正质量缺陷。

（5）排水系统的机械设备和材料进场前，必须经过严格检查，进场前严格抽样检查，对不合格的不得进行工地。

（6）管道及水泵安装完成后，应先进行试运行，检查内容包括：

水泵电动机的转向应符合泵的转向要求，运转中不应有不正常的声音。电动机的电流不应超过额定值。泵的安全保护装置应安全、灵敏。振动应符合设备技术文件的规定。各静密封部分不应泄漏。滚动轴承的温度应不超过产品说明书规定范围。

管道各连接部位不得有松动、漏水现象。

6. 安全保证措施

（1）坚持“安全第一，预防为主”的方针，认真执行落实国家现行有关安全生产、文明施工等方面的法律、法规和方针政策。

（2）进入现场人员必须正确系戴安全帽、安全带、防滑鞋等必要的安保用品。

（3）施工作业人员必须严格按操作规程进行操作，不得违章作业。

（4）施工区域设置安全警示，加强水、电的管理。

（5）加强处罚力度。加强班前教育工作，加强班前的安全检查，施工中对违章作业人员严肃处理。

（6）积极配合监理及业主的安全管理工作，改进安全管理方法。

（7）水泵安装工必须了解排水系统，熟悉掌握排水设备的构造、性能、技术特点、工作原理，并要做到会使用、会维护、会保养、会排除一般性故障。

（8）水泵运行中出现下列情况之一时，应紧急停机：

①水泵异常震动或有故障性异响。

②水泵不吸水。

③泵体闸阀、法兰漏水严重。

④启动时间过长，电流不返回。

⑤电动机冒烟、冒火。

⑥电流值明显超限。

⑦其他紧急事故。

（9）紧急停机按以下程序进行：

①切断电动机电源，让电动机停止运行。

②关闭水泵出水阀门。

（10）非管路安装维护人员，不得擅自操作管路干管阀门，以防影响安全生产。

（11）在进行可能对管道正常安全使用造成影响或损坏的施工时，必须采取可靠措施对管道加以保护。

7. 附图

（1）洞内排水平面布置示意图；

（2）洞内排水系统结构图；

（3）引水干线3#隧洞地下水处理方法示意图1/3；

（4）引水干线3#隧洞地下水处理方法示意图2/3；

（5）引水干线3#隧洞地下水处理方法示意图3/3。