1、中國(guó)中快中鐵陡道集團(tuán)有限公司CJnXA RMLW的 TTXNET, GROITPCO.ITIJ新建張家口至唐山鐵路 ZTSG-2標(biāo)段燕山隧道4#斜井正洞反坡排水施工方案中國(guó)中鐵編制：審核：審批：中鐵隧道集團(tuán)張?zhí)畦F路項(xiàng)目經(jīng)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、編制依據(jù)1、燕山隧道相關(guān)設(shè)計(jì)文件及圖紙資料 ;2、隧道施工規(guī)范 ;3、燕山隧道施工組織設(shè)計(jì) ;4、適用于鐵路施工的規(guī)范、 標(biāo)準(zhǔn)等文件 ;二、編制原則1、斜井及經(jīng)過斜井施工正洞段均為反坡排水 , 經(jīng)過移動(dòng)潛水泵將水抽至集水箱 , 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內(nèi)。2、在施工發(fā)生大涌水時(shí) , 水

2、量超出泵站的能力 , 將下坡段掌子面段作為臨時(shí)水倉(cāng) 可是必須保證施工人員及機(jī)械設(shè)備能夠有及時(shí)撤離掌子面。3、如涌水量大 , 產(chǎn)生了災(zāi)難性的后果 , 在確保搶險(xiǎn)人員生命安全的情況下 , 及時(shí) 采取有效的搶救方案 , 減少人員傷亡程度 , 降低災(zāi)害損失 , 積極組織人力、 物力、 財(cái) 力全力搶險(xiǎn)救災(zāi) , 處理涌水 , 盡快恢復(fù)正常施工生產(chǎn)。三、工程概況燕山隧道位于河北省張家口市境內(nèi) ,隧道起迄里程 DK52+950- DK74+106右線 YDK52+96YDK74+114),全長(zhǎng)21154m右線21153m)。隧道為雙洞單線隧道,最大埋深 557m洞內(nèi)線路縱坡為5.1 %。的單面坡,出口端位于曲

3、線上,其余均位于直線上。燕山隧道4#斜井采用無(wú)軌運(yùn)輸雙車道斜井,斜井平距1465m,斜長(zhǎng)度為1472m斜 井與正洞交于 DK64+300, 夾角為 49, 斜井井口與井底高差為 143.63m, 從洞口到洞 底每隔250m設(shè)置一處長(zhǎng)度為25m 坡度為3%勺緩坡段。按照當(dāng)前的隧道施工組織設(shè)計(jì)安排承擔(dān)左線進(jìn)口方向改DK63+407- DK64+300段,長(zhǎng)度893m的施工,左線出口方向改 DK64+300-DK65+042段,長(zhǎng)度742m的施工；同時(shí) 施工右線進(jìn)口方向改 DK63+413-DK64+306段，長(zhǎng)度893m的施工，右線出口方向改 DK64+306- DK65+060段,長(zhǎng)度 754m

4、的施工。四、工程地質(zhì)根據(jù)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)調(diào)查及對(duì)圖紙資料的設(shè)計(jì)情況 , 區(qū)內(nèi)地下水發(fā)育 , 涌水情況統(tǒng)計(jì)見下表。表1 4#斜井涌水量統(tǒng)計(jì)表序 號(hào)里程正常涌水量Qst( m 3/d)最大涌水量3Qmax( m/d)滲透系數(shù)(m/d)地質(zhì)情況14斜14+654 斜 10+18/215.270.035新黃土，黃褐色，粉質(zhì) 粘土，粗圓礫土，卵石 土，粗角斜長(zhǎng)片麻巖，弱風(fēng)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低阻異常段，呈散體狀結(jié)構(gòu)。24斜10+184 斜 8+6835010000.03534斜8+6

5、84 斜 5+60100025000.03544斜5+604 斜 0+0045000.030角閃斜長(zhǎng)片麻巖，弱風(fēng) 化，(WT2-1) 4 斜 1+5 0 4斜3+00低阻異常段, 節(jié)理發(fā)育，呈碎石狀結(jié) 構(gòu)。表2 4#斜井進(jìn)正洞(左線)設(shè)計(jì)涌水量統(tǒng)計(jì)表序 號(hào)里程正常涌水量Qst( m 3/d)最大涌水量Qmax( nVd)滲透系數(shù)(m/d)地質(zhì)情況1改DK63+407- 改 DK64+5305000110000.030角閃斜長(zhǎng)片麻巖，弱風(fēng) 化(WT1-9)改DK63+37改 DK63+450, 呈碎石狀結(jié)構(gòu)。(WT1-10) 改 DK64+415 改 DK64+533低阻異常段 (F10) ,(

6、F10)物探推測(cè)斷層帶，呈碎石狀結(jié)構(gòu)。2改DK64+530- 改 DK65+042750010.300改 DK64+530 改 DK64+690段,斷層破碎帶，呈散體狀結(jié)構(gòu)。改DK64+69C改 DK64+882段，角閃斜長(zhǎng)片麻巖， 弱風(fēng)化，呈碎石狀結(jié)構(gòu)。改 DK64+882 改 DK66+042段,角閃斜長(zhǎng)片麻巖，弱風(fēng)化，斷層破 碎帶，(WT1-11)改DK64+900-改 DK65+020, 低阻異常段，呈散體狀 結(jié)構(gòu)。表3 4#斜井進(jìn)正洞(右線)設(shè)計(jì)涌水量統(tǒng)計(jì)表序 號(hào)里程段正常涌水量Qst( m 3/d)最大涌水量Qmax( nVd)滲透系數(shù)(m/d)地質(zhì)情況1改YDK63+413 改Y

7、DK64+510450080000.030角閃斜長(zhǎng)片麻巖，弱風(fēng) 化物探推測(cè)斷層帶，呈 碎石狀結(jié)構(gòu)；節(jié)理裂隙 發(fā)育，呈塊狀結(jié)構(gòu)；角 閃斜長(zhǎng)片麻巖，弱風(fēng)化， 物探異常段，斷層破碎 帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，呈 碎石狀結(jié)構(gòu)。2改YDK64+510 改YDK65+0608000170000.30改 DK64+510- DK64+698 段,斷層破碎帶，呈散體 狀結(jié)構(gòu)。改DK64+69改 DK64+860段,角閃斜長(zhǎng) 片麻巖，弱風(fēng)化,節(jié)理裂 隙發(fā)育，呈碎石狀結(jié)構(gòu)。改 DK64+698- DK65+060 段,角閃斜長(zhǎng)片麻巖, 弱風(fēng)化，斷層破碎帶，呈 散體狀結(jié)構(gòu)。從上表中可見,斜井設(shè)計(jì)正常涌水總量為 3350mV

8、d,正常最大涌水總量為8215.27H7d。正洞左線設(shè)計(jì)正常涌水總量為 12500mVd,正常最大涌水總量為 23000nVd;正洞右線設(shè)計(jì)正常涌水總量為 12500mVd,正常最大涌水總量為25000nVd。五、抽水形式選擇斜井主排水采用2級(jí)泵站接力抽排的形式。為了防止突然大規(guī)模涌水或是停電造成的大型抽水設(shè)備、電力設(shè)施被水淹沒，在距斜井井底120m處設(shè)置大型抽水站,并由高壓電纜將洞外10KV高壓電引入洞內(nèi),在抽 水站旁設(shè)置大容量變壓器1臺(tái)。斜井與正洞交匯處設(shè)置集水坑，水經(jīng)沉淀后由大流量單 級(jí)離心泵抽至大型抽水站，最后由大型抽水機(jī)直接抽至洞外。六、設(shè)備選型及管路布置考慮施工期間的注漿止水等堵水

9、措施的采取，施工期間的斜井及正洞的正常總水量按照 10000m3/d 考慮 , 即 416.7m3/h 。斜井斜長(zhǎng)度 1472m, 斜井井口與井底高差143.63m。排水管使用2趟 200mnt勺排水管路(2趟 200mnt勺高壓風(fēng)管為備用)。( 1)、 水站座泵選擇3在流量 Q=416.7m3/h 時(shí), 管路損失計(jì)算過程如下 :V=Q/F=Q/冗 r2= 416.7 - (3.14 X 0.001 X 3600)=3.68m3/s;V2/2g=3.68 - (2 X 9.81)=0.187m/s;H沿?fù)p失=X L/D X V2/2g=0.02 X 1472-0. 2X 0. 187=27.5

10、2mH局損失=(止回閥2個(gè),約1%+90彎頭1個(gè),約3%) =101 X 4%=4.04mH 總損失=27.52+4.04=31.56m其中V:流速,Q:流量,F:管路截面積,入：沿程阻力系數(shù),L:管路長(zhǎng)度,D:管 路直徑。根據(jù)以上計(jì)算 , 水泵揚(yáng)程應(yīng)大于 143.63m+31.56m-12.72=162.47m, 選用 4 臺(tái) D280-45X 4 型泵,流量 Q=280ri/h 時(shí)，揚(yáng)程 H=180m,配用電機(jī)：N=220kW/380V,能滿 足要求。 2 臺(tái)同時(shí)工作 , 1 臺(tái)備用 , 1 臺(tái)檢修。( 2)、 井底水站水泵選擇井底水站至大型抽水站坡段長(zhǎng)度為 120m, 按照坡度為 10.

11、6%計(jì)算高差為 12.72m, 經(jīng)過相同計(jì)算可知井底泵站配置 150WQ-200-30-30 型號(hào), 流量 Q=200 m3/h 時(shí), 揚(yáng)程 H=30n/勺無(wú)堵塞潛水污水泵5臺(tái),3臺(tái)工作,1臺(tái)備用,1臺(tái)檢修。( 3)、 斜井及正洞施工排水平面布置圖張家口小型泵站沉圖例:排水管道排水溝斜h井n 洞 口器壓 室室斜井大泵卜型唐山11i4 ,11橫 通 道|411,i|i橫 通 道U 隧道右線f隧道左線小型泵站淀池4#斜井及正洞施工排水平面布置示意圖七、水倉(cāng)設(shè)置斜井最大設(shè)計(jì)涌水量為lOOOOnVd。水倉(cāng)的容量根據(jù)設(shè)計(jì)文件,即水倉(cāng)容量按30min 的匯水量設(shè)計(jì),30min的最大匯水量為208nn,抽水泵站水箱按20mx 2mx 3m=12O3m水 箱旁設(shè)置4臺(tái)D28O-45X 4型泵壓水經(jīng)過排水管路排至洞外沉淀池。井底集水倉(cāng)容積按1Omx 4mx 3m=12On考慮,集水倉(cāng)中間設(shè)置隔離墻（預(yù)留排水缺 口