1、沪昆客专长昆湖南段DK243+235DK249+850 段雪雪 峰峰 山山 1#隧隧 道道施施 工工 排排 水水 实实 施施 性性 方方 案案编制人：审核人：批准人：中 铁 十 二 局 集 团 有 限 公 司沪 昆 客 专 长 昆 湖 南 段 第 五 分 部二一一年四月雪峰山 1 号隧道施工排水实施性方案1、工程概况：雪峰山1号隧道起讫里程为DK243+255DK254+925，为双线隧道，线间距5m，全长11670m。隧道进口至DK244+603.685位于R=9000m 的曲线上，其他地段位于直线上；隧道内设人字坡，进口至DK249+500为9.2的上坡；DK249+500至出口段为4.6
2、的下坡，隧道最大埋深约为750m。雪峰山 1号隧道为全线控制性工程，隧道所经地区地质条件复杂，有褶皱、F1F6断层带、岩爆、高地温、特殊岩土、浅埋等，隧道最大涌水量为136796m/d ，隧道正常涌水量为75499m/d 。根据施工任务划分，我项目分部承担雪峰山1号隧道进口、1号斜井和2号斜井的施工任务。1#斜井长1455m，与线路交汇里程为 DK247+500，斜井与线路左线交角为45，井底综合坡度为i=9.28% ，最大坡度为 i=10%，采用双车道无轨运输，斜井底与斜井口高差124m；2#斜井长2672m，与线路交汇里程为DK249+100，斜井与线路左线交角为44.03，综合坡度为5.
3、9%，采用双车道无轨运输，斜井底与斜井口高差159m。2、斜井施工排水方案设计2.1 编制原则2.1.1 根据雪峰山 1 号隧道坡度设计，进口段为上坡施工，实行自然排水，1#斜井、2#斜井为反坡施工，且涌水量大、突发性强的特点，结合隧道断面设计结构尺寸，确保 1#斜井在排水量为 39316.08m3/天、2#斜井在排水量为的 21671.04m3/天的条件下，能及时进行洞内排水，有效的做好隧道掘进与排水设施同步施工。2.1.2 泵站、排水管路、电力线路及备用电源均按最大涌水量配置。 （因为这类设施一旦出现大涌水无法短期配置到位，若不一次性配置到位存在很大的施工风险）。2.1.3 计算设备台班时
4、考虑水量衰减，不同阶段可按照最大涌水量和最大涌水量稳定涌水量两种计算方法计算。2.1.4 由于斜井井口与井底高差较大，设备配置时既要考虑扬程又要考虑流量，斜井应设置 2 级抽水泵站，为便于管理尽量减少设备型号。水泵应优先考虑大流量、高扬程的单级泵，在所有泵站设备中统一型号，便于设备管理及应急处理。2.1.5 在斜井实际施工过程中，应加强现场地质围岩核对，采取科学方法对水量进行检测，施工过程中科学动态调整相关抽排水参数。2. 2 两座斜井排水方案两座斜井排水综合考虑斜井进入正洞后从斜井口排水，每座斜井分别计划固定泵站共设置 2 个,固定泵站之间按 200300 米设置临时泵站。雪峰山 1 号隧道
5、 2#斜井永久泵站分别布置于距井口 1325m 及 2653m，临时泵站斜井布置 10 个、正洞布置 1 个。雪峰山 1 号隧道 1#斜井永久泵站分别布置于距井口 710m 处，临时泵站根据斜井长度斜井布置 5 个、正洞布置 1 个。泵站集水沉淀池容量最大的为 260m3，将斜井及斜井正洞段涌水分 2 级抽排至洞外。每两个固定泵站之间设置临时泵站，集水沉淀池容量为 30120m3，泵站内设置 24 台离心泵，将斜井内涌水抽排至上一级固定泵站。掌子面采用潜污泵将掌子面涌水排至集水坑或临时泵站内，集水坑设置间距约50200 m 或设置于集中涌水地段的下游，容量为 1520m3 左右，集水坑内设置潜
6、水泵，将涌水接力抽排至上游泵站内。2.2.1 排水管路水泵选型 斜井及正洞排水拟采用 2 级泵站，按最大涌水量设计，结合施工现场情况，雪峰山 1 号隧道 1#斜井及 2#斜井及正洞排水设备选用石家庄大井泵业有限公司的隧道专用耐磨合金泵。型号：100ZXSDB 75KW，扬程 80132mm，流量150100m/h，电机功率 75KW。作业面集水坑至临时泵站（固定泵站）采用潜污泵直接抽到泵站内，原则上作业面距离临时泵站（集水坑）斜井不超过 300m、正洞不超过 500m。集水坑潜污泵选型为 WQ65-22-7.5，扬程 22m，流量 45m/h，电机功率 7.5KW； WQ180-25-22，扬
7、程 25m，流量 180m/h，电机功率 22KW。 每级泵站配备设备数量按下式计算：N= qQn式中：N 泵站实际配置设备数量，台 备用系数，考虑备用和检修取 2；n 满足最大涌水量需要的水泵数量；台Q 泵站最大水量，m3/hQ 单台水泵额定抽水流量，m3/h排水管道直径的选择以#级固定泵站为例，根据隧道昼夜涌水量并考虑一定的富裕系数，在排水设备能力满足要求的条件下，根据技术和经济两方面选取排水钢管的直径 d。式中：Q 管道流量，m3/svp 管道允许流速，m/s，参考一般给水管道取值 23.0m/s 。a、根据雪峰山 1 号隧道 1#斜井最大涌水量 39316 m3，Q=0.445m3/s
8、，vp 取2.5m/s，按单排管考虑时，则由此计算的管道直径为 d0.475m，取钢管直径为500mm。当按 3 条管道布置时，Q=0.148m3/s，则计算的管道直径 d0.2745m ，取钢管直径为 300mm。b、根据雪峰山 1 号隧道 2#斜井最大涌水量 21671 m3，Q=0.2508m3/s，vp 取2.5m/s，按单排管考虑时，则由此计算的管道直径为 d0.3574m，取钢管直径为400mm。当按 2 条管道布置时，Q=0.1254m3/s，则计算的管道直径 d0.2527m ，取钢管直径为 300mm。考虑到施工过程中的不确定性，斜井两级泵站均按照最大涌水量两考虑，同时考虑到
9、施工过程中材料的通用性，两个斜井均采用 300mm 水管。表 1、雪峰山 1 号隧道 1斜井排水管路管径泵站设置 #泵站 #泵站管路选择方案 方案 1 方案 2（优选） 方案 1 方案 2（优选）pQd4泵站水量 (m3/d) 39316 39316 39316 39316Q(m3/s) 0.445 0.445 0.445 0.445Vp(m/s) 2.5 2.5 2.5 2.5根数 1 3 1 3计算管径(mm) 475 275 475 275水管直径设计管径(mm) 500 300 500 300表 2、雪峰山 1 号隧道 2斜井排水管路管径泵站设置 #泵站 #泵站管路选择方案 方案 1
10、方案 2（优选） 方案 1（优选） 方案 2泵站水量(m3/d) 21671 21671 21671 21671Q(m3/s) 0.2508 0.2508 0.2508 0.2508Vp(m/s) 2.5 2.5 2.5 2.5根数 1 2 1 1计算管径(mm) 357 253 357 353水管直径设计管径(mm) 400 300 400 3002.2.3 排水泵站布置雪峰山 1 号隧道斜井及正洞泵站布置根据施工设计图，雪峰山 1 号隧道斜井#固定泵站、#固定泵站分别设在斜井中间及斜井底部距离正洞 30m 处，利用新开挖洞室作为泵站专用洞室，泵站洞口采用喷锚衬砌，洞室底板衬砌后底板作为设备
11、安装平台，洞室参照斜井底板标高向下开挖 3m，长 20 m 作为蓄水池。蓄水池容积为 8m2.5m20m400m3。临时泵站设在斜井及正洞要求位置，开挖长 510 米作为临时蓄水池。蓄水池容积为（5m10） 5m2.5m62.5120m3。斜井阶段按 200 米布置一个临时泵站，在固定泵站形成后，上一级临时泵站全部拆除至下一级临时泵站，设备可重复利用，正洞阶段在固定泵站下游 400 米左右位置设置 1 个临时泵站，临时泵站采用移动式泵站，泵站水仓采用钢板焊接而成，泵站按照存量 150m（长：15m 宽：4.0m高：2.5m）设置，泵站底部安装滚轮，以保证泵站可以随时移动，同时泵站尺寸满足反坡施
12、工时正洞正常排水。主要排水线路为：掌子面临时集水坑斜井#固定泵站斜井#固定泵站洞外。3、设备选型配套表 3、雪峰山 1 号隧道 1 号斜井、2 号斜井抽水设备配备表数量序号 名称 型号 单位1#斜井 2#斜井备注1 自吸型合金泵 100ZXSDB-75KW 台 20 202 集水坑潜污泵 WQ65-22-7.5 台 6 6 掌子面3 集水坑潜污泵 WQ180-25-22 台 6 6 集水坑4 变压器 400KVA 台 6 65 说明：4、掌子面排水及其他要求掌子面排水采用高脚泵移动排水，管路为 100 软管，抽排至就近泵站或临时集水坑内。为保证洞内道路无水条件，必须修建好排水沟，确保洞内渗水通
13、过侧沟引入蓄水仓或集水坑内，不至于在洞内道路上漫流。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水工作的间断，设置两条供电系统，一路运行，一路备用。由于水泵功率较大，新用电源电压为380V（5%）,在各个斜井泵站处设置变压器硐室，根据泵站设计水量及所需水泵合计功率，斜井中间泵站处设置 2 台 400KVA 变压器，斜井底部考虑到后期正洞高压风进洞，在斜井底部泵站附近设置 3 台 630KVA 变压器。所有电源自动均采用相匹配的启动柜和开关柜，所有水泵采用一泵、一线、一箱、一闸、一漏（漏电保护器）制。表 3、雪峰山 1 号隧道 1 号斜井、2 号斜井抽水材料汇总表数量序号 名称 型号
14、 单位1#斜井 2#斜井备注1 排水钢管 300mm m 4503 5366 斜井排水2 排水钢管 100mm m 800 800 集水坑用3 排水软管 100mm m 200 200 掌子面用4 钢管支架 60604mm 角钢 个 250 447 斜井5 钢管支架 60604mm 角钢 个 480 166 正洞6 固定钢筋 22mm 螺纹钢 t 2.238 4 斜井7 固定钢筋 22mm 螺纹钢 t 2.864 1 正洞8 说明：6、方案优点1. 此泵扬程高，泵站级数少，可以减少建设泵站的工作量和费用。同时减少看泵人员。2. 此泵自吸，操作人员只点按启动和停止开关，每班每站一人即可，减少看泵
15、人员。3. 此泵免维护，可减少维护费用和人员。4. 此泵寿命长，没有后续的配件和更换泵的费用。相比普通污水泵（在隧道强磨蚀浆体工况下俗称礼拜泵即连续运行一个礼拜即磨毁的泵）长工期工况下将是费用最低的。下面做简单比较：一台 75KW 隧道合金泵 一般 3 年工期内无维护维修。一台同样性能的污水泵，三年工期内假设需连续运行的时间是半年，即 25 个礼拜。其更换的次数将是 25 次，附带的维修工费及停工造成的费用将是很难控制的。综上，此方案是性价比最高，施工安全且有保障的方案。以下为此泵的简介：ZXSDB 系列隧道专用耐磨合金泵（第二代）是我公司引进国外先进技术和材质研发的高科技产品，是针对隧道环境
16、和施工工艺而研发的专用泵，属填补国内空白的首创产品。广泛使用于隧道施工中的泥浆及含砂和碎石的强磨蚀性浆体的输送。独特的优点：1。自吸技术先进，性能稳定，操作简单。无需安装底阀和灌引水。对操作工人无技术要求。只要会按启动和停止按钮即可，便于工地上排水人员的配备。2。电机和泵采用立式连接。体积小，占地少，便于在隧道内狭小的空间里安装，可以减少泵站的空间。3。泵的安装无需做地脚固定，只要放平稳即可，简单快捷。4。由于泵的自吸性能好。因而吸水管只要不漏气即可，允许其按现场情况弯曲布置，最后插入水中即可，方便管路布置和泵站建设。5。泵采用“无接触动力密封装置”，运行过程不摩擦，无磨损，寿命是其他密封的几
17、十倍，且运行过程中零泄漏。6。电机和泵采用同轴式刚性连接，震动小，噪音低，免去了其他泵需更换联轴器胶垫的工作，极大地减轻了劳动强度，改善了工作环境。7。具有优越的上下水位自控报警功能，可以进行自动化配套。8。泵采用高硬度高强度的耐磨合金材质，输送泥浆及含砂和碎石的强磨蚀性浆体时，寿命极长。综上，ZXSDB 系列隧道专用耐磨合金泵具有自吸性能好，体积小，易安装，无噪音，运行过程免维护，使用寿命长等优点。完全满足了隧道施工的要求，改善了工作环境，减轻了劳动强度，具有无可比拟的性价比，是隧道施工排水的最佳选择。流量：10-3000 立方米/小时。扬程：5-300 米。以上图片中的蓝色泵为其他厂家的普通铸铁泵（我们称为“礼拜泵”：在隧道恶劣工况中一个礼拜就坏的泵）. 供对比。
