泰宁至建宁（闽赣界）高速公路A8合同段
K78+080~K80+310
全长2.23公里
广建隧道进口反坡施工排水专项方案
编制：
复核：
审核：
中铁十五局集团有限公司
建泰高速公路A8合同段项目经理部
2011年9月2日
广建隧道进口反坡施工排水专项方案
1广建隧道设计情况
1.1工程概况
广建隧道进口为泰宁至建宁（闽赣界）A8标段工程，位于建宁县黄埠乡桂阳村。广建隧道全长4118.5米，为分离式隧道，我标段施工进口2230米。右幅隧道起点桩号YK78+080，终点桩号YK80+310，长度2230米，左幅隧道起点ZK78+098，终点桩号ZK80+325，单幅全长2227米。隧道纵坡坡率/坡长：右洞为-1.95/1650M、-1.6/580M,左洞为-1.95/1632M、-1.6/595M，隧道口与隧道洞内与江西交接处高差为40m，隧道综合坡度 1.8%，隧道最大埋深约627.99米。洞口段位于曲线范围内，曲线半径R=1210M左右，洞口处都设置拦水沟将路面水拦截，排入排水沟内排除。隧道洞口还设置两道横向涵洞及一道纵向涵洞，横向涵洞汇集两侧洞外挖方边沟水及高边坡急流槽水，再流向纵向涵洞排出，隧道外水已能通过涵洞排出，不会再影响隧道内施工（后附洞口排水系统图）。
1.2 水文地质情况
本隧道区地下水主要为风化带网状孔隙-裂隙水、基岩裂隙水，洞口位置裂隙水较发育，地下水较发育；洞身段构造裂隙水主要分布在隧址区的构造裂隙密集带处，断层带岩体较破碎，裂隙极发育，受大气降水的补给，岩性接触带两侧中风化基岩较完整，透水性较差，水量贫乏，断层带富水性较好，水量较丰富，在施工中易形成突水。
1.3 不良地质
隧址区主要的裂隙构造带见下表，其它未见有断裂构造、褶皱等地质构造，地壳整体相对稳定。断层带岩体较破碎，裂隙极发育，受大气降水的补给，岩性接触带两侧中风化基岩较完整，透水性较差，水量贫乏，断层带富水性较好，水量较丰富，在施工中易形成突水，施工至该里程桩号时特别需防预。
裂隙构造特征一览表
1.4 涌水量计算
根据我标段广建隧道施工图及工程地质勘察报告图，根据《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4013.17m3/d、进口段涌水量约135.41 m3/d，洞身内地下水主要贮存在构造破碎带、岩性接触带中，估算涌水量约2910.99 m3/d，水质较好，对混凝土无侵蚀性。
2总体方案
2.1 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。
2.2 总体方案
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，第一固定式排水泵站量153方（左右洞共用），第二固定式排水泵站量73方（左右洞各一个），并考虑施工和清淤方便综合确定；临时集水坑根据汇水段汇水量大小确定。工作水泵按使用1台，备用1台，检修1台配备，针对隧道涌水量大时要适当增加工作水泵；同时为防止突水，设置利用高压风管作为1套应急排水系统。
2.3主要的排水系统方式
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，一般在施工中采用的反坡排水系统布置方式有两种：
2.3.1 集水坑接力式反坡排水
对坡度较大隧道施工对排水电机扬程要求相对较高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧道施工过程中分段开挖反坡排水沟，在每一段的终点开挖集水坑，设抽水机一台，把积水抽至最后一段反坡，最后一个抽水机将积水排除洞外，采用接力的方式将水抽至洞外的污水沉淀处理池。如下图： LK-集水坑间距 is-线路坡度
式反坡排水方式
2.3.2 长距离管道配合小集水泵收集式反坡排水
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。如下图：
洞内平面布置示意图
图（二）：长距离采用的反坡排水方式
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。
3 本工程拟采用的主要排水方案
考虑隧道反坡施工较长、隧道坡度平均达1.8%、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：4310/24=180 m3/h，总体泵站设置如下：
3.1第一临时泵站
左右幅隧道各开挖500米（YK78+600、ZK78+600）位置，各设置一临时排水泵站，采用离心式渣浆泵GMZ150-182-90型泵，功率110KW，流量182m3/h，扬程90米，数量6台。此时高差约10米，使用Φ150mm排水管的管路，在流量Q=180m3/h时，管路损失计算过程如下：
V=Q/F=180/(∏*0.0752^2*3600)=2.83m/s
V2/2g=2.83^2/(2*9.8)=0.4
H损失=λ*L/D*（V2/2g）=0.02*500/0.15*0.4=26.6m
其中V：流速，Q：流量，F：管路截面积，λ：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10+26.6=36.6米，每天抽水
180m3/h*24=4320m3>4310m3,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。
