1、精選優質文檔-傾情為你奉上施工排水工藝工法1前言1.1概況地下水豐富的隧道施工排水已經成為隧道施工的一項重要內容。隧道排水方式分為順坡排水和反坡排水兩種,順坡排水主要是通過洞內設置的臨時排水溝排水；反坡排水主要是通過水倉、泵站、管路組成的排水系統將隧道內的地下水排出隧道外，本工法對反坡排水進行總結。1.2工藝原理隧道內按照一定間距集中設置水倉，分段匯集隧道內的地下水，在水倉處設置水泵，逐級、接力提升至洞外污水沉淀池。1.3排水方案設計排水方案設計中主要包括：1.3.1抽排水設備配套根據隧道坡長、坡度、最大涌水量等參數確定水泵的型號、數量以及供電系統（包括備用發電機）容量，遵循經濟、合理、有效并

2、有一定的安全保證系數。1.3.2管路布置根據隧道排水設計布設管路，確保管路易更換、易維修、易加固等。2工藝特點2.1可根據隧道內滲涌水量調整各水倉水泵的數量和污水管道趟數。2.3排水系統簡單可靠，適應能力強。3適用范圍 長大隧道反坡、斜井施工排水。4主要引用標準客運專線鐵路隧道工程施工技術指南，高速與客運專線鐵路施工工藝手冊，鐵路工程施工技術手冊，工業與民用配電設計手冊，鐵路隧道防排水施工技術指南。5施工方法隧道排水施工主要是根據隧道長度和坡率，并根據隧道內的滲涌水量大小合理布設水倉，選擇最合適的水泵，確定水泵臺數和污水管趟數。通過分級接力式抽排水的方法將隧道內的滲涌水抽出隧道外。6工藝流程及

3、技術要點6.1施工工藝流程工藝流程見圖1。 確定隧道長度、坡度、最大涌水量等參數根據相關參數確定水泵型號、數量和水倉大小根據各水倉內水泵最大的用電量確定變壓器大小按照施工方案布置水倉內水泵、污水管道并做好電力配置進行現場實際布設安裝及排水試驗正式投入使用滿足要求圖1 施工工藝流程圖6.2操作要點6.2.1隧道內排水距離和相關參數的確定根據施工任務確定排水長度，并根據隧道設計圖紙中的相關信息確定預測最大涌水量和累計最大涌水量。6.2.2理論計算確定排水設備根據隧道抽排水距離和要求排水量，選擇揚程和抽水量滿足實際要求的水泵，并根據隧道最大涌水量和累計涌水量確定水泵的水量、污水管道趟數。L=水泵揚程

4、Q=水泵流量T=污水管直徑P=泵站之間的坡度h=泵站之間的水平距離q=隧道每小時最大出水量k=水泵最大功率系數（根據現場實際運行發現，水泵在長時間運轉后最大功率只能達到設計功率的75%左右），最大排水量考慮一定的安全保證系數。q0=水泵最大有效流量l=泵站之間污水管最大長度i=系數（根據污水管的摩擦系數定）=圓周率因為水泵的揚程和流量成反比，水泵的揚程和管徑成正比，因此在水泵選型時要充分考慮水泵揚程、流量和管徑的關系。均衡三者之間的關系，從而選擇適合的水泵和污水管。6.2.3電力設備的確定由于隧道內各水倉水泵的設置時按照隧道內最大涌水量和最大累計涌水量確定的，因此各水倉水泵在某些時候必須滿負荷

5、工作，所以應根據各水倉水泵的功率確定合理、經濟的變壓器。為了確保隧道在任何情況下排水系統可靠，因此要配備足額的發電機。P總=發電機總功率p1=水倉中單臺大型水泵功率p2=小型水泵總功率p3=正常照明功率n=所需大型水泵臺數cos=發電機功率因數，cos=0.86.2.4現場排水試驗1試驗過程：1）在試驗前要確定水泵運轉正常。水倉的最大儲水量根據開挖后的實際體積進行取值；根據單趟排水管單泵進行試驗。2）試驗方法：在水倉中放滿水（達到最大儲水量）。然后開一臺抽水機進行抽水同時對水位下降情況進行觀測，應分多次對水位下降情況進行統計取平均值。根據水倉數量，對每個水倉都進行如上的試驗。3）試驗時為了保證

6、水泵連續工作能夠滿足現場要求，抽水試驗必須在水泵連續工作34小時后進行。6.2.5正式投入使用在單趟排水管和單泵試驗結束后，對單管單泵每小時抽水量進行理論計算，并根據隧道內布設的管路確定該排水系統每小時最大排水量。當該系統最大排水能力大于隧道內理論最大涌水量時，方可確定該排水系統可以投入使用。7勞動力組織隧道排水作業人員一天24小時連續作業，人員配備見表1（供參考）。表1 人員配備表序號作業組主要工作內容人數備 注1水泵安裝組水泵安裝52污水管道安裝組安裝隧道內污水管道63維護班對水泵進行日常維護和修理3包括一名電工4協調組對各水倉的日常運轉和人員進行協調25運輸組運輸人員和物資2合計188主

7、要機具設備 排水施工中機械設備數量主要以抽水設備及安裝設備為主，機械設備配備見表2。表2 主要機械設備配置表（以高蓋山隧道4#斜井為例）序號設備名稱規格型號數量用 途1離心泵75kW63臺抽水設備2電焊機3臺污水管管口法蘭盤焊接3運輸車2臺污水管及水泵運輸4交通車1臺隧道出入人員交通工具5污水管200mm若干污水排水管道，數量根據隧道長度和管道趟數確定6法蘭盤200mm若干污水管連接，數量根據隧道長度和管道趟數確定7螺 栓M12*40若干法蘭盤連接，數量根據隧道長度和管道趟數確定8變壓器500千伏安5臺隧道內水倉水泵使用9發電機500kW2臺應急抽水電力10小型工具若干水泵、污水管等安裝維修9

8、質量控制9.1易出現的問題 9.1.1水泵管頭脫落、堵塞 在排水施工過程中經常發生水泵管頭脫落、堵塞現象。水泵在停止運轉后管道中的污水會出現回流，在重力的作用下管頭會出現脫落；由于污水中有石碴，在抽水時管頭易被石碴堵塞，造成水泵無法抽水。 9.1.2水倉淤積比較嚴重由于隧道內污水中石碴、石粉含量很高，污水在水倉中沉淀后容易形成淤積，極大的降低了水倉的儲水能力。9.1.3水泵故障由于隧道內潮濕、高溫，水泵長時間運轉損耗過大，容易造成突然停機或水泵功率降低。9.2保證措施 9.2.1水泵操作人員要經過廠家和維修人員培訓后方可進場進行水泵操作。 9.2.2對排水系統的運轉過程進行詳細的書面和會議交底

9、，并組織相關人員進行培訓，確保操作人員清楚排水操作的要點和步驟。 9.2.3對水泵管頭進行加固，并將管頭進行過濾網安裝；同時將管頭吊至水面一定的高度，確保管頭不直接接觸到水倉底部淤積。9.2.4對水倉進行定期清淤。用人工或使用大功率污水渣漿泵將水倉底部的淤積清理，確保水倉的有效儲水量。9.2.5加強水泵的檢修維護。10安全措施10.1主要安全風險分析10.1.1 隧道排水對設備的完好率要求很高，一旦一個泵站出現問題，整個排水系統都將陷入癱瘓。10.1.2 泵站供電系統發生漏電，易造成人員傷害。10.1.3 排水系統出現問題，易導致涌水事故，造成人員傷亡。10.2保證措施10.2.1落實水泵保養

10、制度和保養計劃。加強水泵的日常檢查、維護，及時對有故障或運轉不正常的水泵進行技術檢查、維修，確保每個泵站正常運轉。10.2.2對隧道內所有的污水管道進行日常巡查，及時對管口接頭松動漏水部位及時進行修復，確保排水達到最大效率。10.2.3規范工人操作，落實獎懲措施。操作工在上崗前要經過水泵廠家和機械維修人員的培訓，在詳細掌握了水泵的性能、操作規程、常見問題等之后方可進場操作。10.2.4由于隧道內每天有大量的運輸車輛出入，為了確保水泵和操作人員的安全，要對水倉進行防護并做好警示標志，操作人員應嚴格按照安全標準的要求穿戴好反光背心和安全帽。10.2.5長大隧道排水是一項連續的、各水倉之間相互配合的

11、工作。為了方便各水倉之間的聯系，在各水倉配備固定電話或移動手機（隧道內有無線網絡覆蓋時），并配備專人、專車對各水倉的工作和水泵運轉情況進行實時協調、巡查。10.2.6加強對供電系統的檢查，加裝漏電保護裝置。11環保措施環境的影響有兩層含義：一層含義是指內部環境，即施工作業環境；另外一層是外部環境，即對周邊環境的影響，對周邊環境的影響主要指因各種原因引起的地表下沉、水文條件變化、枯水、水位降低、水質污染等；對周邊結構物的影響、對社會、生活環境的影響。針對現場實際情況，在排水施工前先在隧道外修建三級沉淀池。隧道內污水排出隧道外后經過沉淀池沉淀并排放到遠離居民生活區用水區，并由環保協調部門定期聯系當

12、地環保監督部門對水質進行檢驗，確保當地水質不被污染。12應用實例12.1工程簡介中鐵一局承擔向莆鐵路FJ-5A標段施工任務，管段全長35.629km，主要工程項目為“兩站、八隧、九橋”。中鐵一局五公司項目部主要分擔高蓋山隧道出口段和兩座輔助斜井（4號、5號）任務，出口段左線長度7717m，右線長度7719m，項目部下設三個工區組織施工:出口工區、4號斜井工區和5號斜井工區。 向莆線高蓋山隧道左線全長17594m，右線全長17612m，是向莆線重點控制性工程，位居全線第二長隧。隧道最大埋深723m,隧道洞身最淺埋深為82.1m。設計為雙洞單線，由中鐵一局和中鐵二局共同施工。 高蓋山隧道4#斜井位

13、于瑞應村，斜井與左線正洞隧道中心線交匯點里程為YDK474+910，斜井與左線正洞隧道中線形成夾角40°52，綜合坡率i=8.06%，井口里程為X4DK3+206，斜長為3217.22米。斜井輔助施工正洞左線長2913m（正向2275m，反向638m），右線長2930m（正向2275m，反向655m）。 4#斜井正洞內圍巖巖性為白堊系寨下組上段（K1z2）紫紅色流紋巖、石泡流紋巖夾流紋質晶屑熔結凝灰巖，圍巖完整性較好，巖體堅硬，節理、裂隙不發育，正常段為弱富水。施工區段穿越斷層有5條，編號為F36、F34、F33、F32、F31，斷層及影響帶長度453m，斷層帶均為強富水；該段設計涌水量最大為F33斷層7944m3/d，單洞疊加涌水量為13799m3/d。12.2施工情況向莆鐵路FJ-5A標高蓋山隧道4號斜井工區排水施工過程中，水泵操作班組和水泵安裝、維護班組相互配合，從水泵的安裝、污水管的連接安裝、水泵的合理有效的工作，4號斜井開挖達到了280m/月，為項目部全線按期貫通奠定了基礎。2010年3月14日4號斜井順利開挖至主洞交叉口比業主階段性計劃提前了10天，為順利實現項目部按期完工奠定了基礎。12.3工程結果評價12.3.1社會效益1改善了施工作業環境，保障了施工人員的身心健康