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： 某某集团有限公司某某项目经理部年 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）；铁路技术管理规程（中华人民

2、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、给排水水管、煤气管等，埋

3、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素填土：褐灰色，褐黄色，

4、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1.203.70m，仅在BD

5、1Z-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，层顶高程7.5921.45m

6、，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，大部分钻孔有揭露，层顶高程-

7、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）地层基本承载力及岩土施工工程分级1

8、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，地下水对混凝土结构无腐蚀

9、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工程地质勘察报告图，根

10、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，待二衬施工完后另行浇筑，实际浇筑顶面

11、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放。3.3.3主要的排

12、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50m预留一个。3.3.4

13、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，在流量Q=200m3/h时

14、，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