东茗隧道2号斜井反坡排水技术及环境保证措施分析

高 飞

（中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350）

一、工程概况

东茗隧道2号斜井位于线路前进方向左侧，长555米，综合坡度→8.39%；与线路左线交叉对应里程DK105+900，与线路杭州端方向平面夹角90°，采用无轨双车道运输方式。

（一）自然状况

1.地形地貌

隧区属穿行于剥蚀丘陵区和低山区，地形起伏，多呈“V”型冲沟发育，海拔高程50～425m，相对高差30m～425m，自然坡度25°～60°。隧区内山体多陡峭，沟谷及斜坡缓坡分布第四系土层。隧道工点内冲沟内常有水，在洞内周围分布有多处水塘，水塘大小与地形有关，塘大小不等，主要受地表径流及大气降水补给。

2.水文地质特征

隧道主要穿越沟谷组成的第四纪松散堆积层分布区和丘陵组成的白垩系沉积碎屑岩基岩山区，受地质构造及岩性影响，地下水蕴含能力较强。区内地下水主要为第四系孔隙潜水、基岩和构造裂隙水，主要接收大气降水和水库构造裂隙通道补给，通过孔隙、节理裂隙由上而下联通形成排泄通道，多数补给谷地等低洼处地层地下水。斜井洞身段及正洞段地下水类型主要为基岩裂隙水、基岩裂隙孔隙水，分布不均，水量一般。

3.隧道涌水量

该隧道正洞正常涌水量Q[平]＝23192.19 m3/d，雨期可能最大涌水量Q[雨]＝56594.96m3/d。2号斜井正常涌水量 645.31 m3/d，雨期可能最大涌水量 Q[雨]＝1243.27m3/d。根据设计资料显示，斜井正洞杭州段正常涌水量3231 m3/d，雨期可能最大涌水量Q[雨]＝6717m3/d；台州端正常涌水量2830 m3/d，雨期可能最大涌水量Q[雨]＝5415m3/d

（二）隧区气候条件

该隧道属于亚热带季风气候，四季分明，日照充足，湿润温和。该地区常年平均气温17.2℃，最热月平均气温31.4℃，极端最高气温44.1℃，极端最低气温-7.2℃，平均风速及主导风向2.7m/s/NNW，1.9m/s/ESE。冰雹灾害主要出现在3～8月间，为浙江省多雹中心地带之一。隧区年平均降水量为1460.9mm，年最大降雨量2076.9mm，年均蒸发1404.8mm，降水年变化呈双峰型且年际变化较大，即3-6月和9月为两个多雨季，7-8月和10月至翌年2月为两个少雨季。

二、抽排水总体施工方案

（一）排水系统总体方案

东茗隧道2#斜井洞口底板高程159.1188m，正洞底板高程112.5688m，两端高差46.55米。正洞小里程为反坡，施工长度2950米，抽水高差73.235m；大里程为顺坡，施工长度2500米，大小里程纵坡均为10‰。根据本隧设计最大涌水量、暴雨期较正常期降雨的动态过程、斜井两个洞口间的高差及施工供电等因素综合考虑，本斜井计划设三级抽排泵站。

根据该斜井设计长度及设计坡度情况，结合斜井工区的正洞施工任务斜井需配备不少于13400 m3/d的抽水能力。本斜井内设置一处临时泵站；斜井与正洞三岔口设置一处固定泵站，接力抽排正洞大、小里程段涌水至洞外污水沉淀池；正洞大里程不设泵站，涌水沿中心水沟自排至三岔口固定泵站水仓，由三岔口固定泵站抽排至斜井内固定泵站接力抽出洞外；正洞小里程方向为反坡，根据施工任务及线路坡度设置一处移动泵站，掌子面至固定泵站间设置移动泵站，抽排工作面涌水。

固定泵站设置位置不变，每一处泵站从开始启用一直到小里程段贯通，通过每一处固定泵站接力抽排洞内涌水；移动泵站设置在小里程反坡段，随着施工工作面的掘进随时移动，主要抽排工作面的出水，确保正常施工。

（二）排水系统设备配置范围

为满足正常施工要求，本斜井工区施工期间工作面配备能满足一定抽水能力的抽水设备抽排工作面涌水，通过把工作面上的水抽排至临近固定或临时泵站内接力排到洞外。同时在斜井洞口建一座污水沉淀池，抽排的隧道涌水及施工废水经沉淀处理后排放，防止隧道污水对周边环境造成污染。

(三)抽排水能力配置

根据本斜井总体抽排水方案，在斜井2X03+300～2X03+325缓坡段设置一处临时泵站，在井底正洞处设置一处固定泵站，反坡段设置移动泵站，形成三级抽排水能力。

1.斜井洞身临时泵站

临时泵站设置于斜井内水沟一侧，设置位置：2X3+310，距斜井洞口245m，此段高差23.72m，临时泵站设集水井及泵房，在斜井一侧开挖不小于7.2m×3.8m×4.28m（长×宽×高）的泵房，泵房内设集水井，设置形式参照杭绍台施隧参05-49-01～02图，集水井尺寸不小于3.6m×3.2m×1.5m（长×宽×深），泵房采用C25模筑混凝浇筑，厚度不小于20cm。斜井施工期间泵站日最大抽水量1243m3，正洞施工期泵站日最大抽水量13400m3，根据泵站设置里程至斜井洞口的高差以及能满足日最大抽水量的需求，水泵选用功率7.5kW、扬程25m、流量65 m3/h的污水泵，启用1台，检修1台，备用1台，水管采用φ80无缝钢管，设置两路，每路长280m。排水钢管出口直接铺设到斜井洞外污水沉淀池，经污水沉淀池净化处理后排放。

2.固定泵站及管路布置

固定泵站设置于临近三岔口正洞大里程方向，设置位置：DK105++880，距斜井内临时泵站330m，此段高差22.85m，泵站日最大抽水量12132m3。根据泵站设置里程至斜井内临时泵站的高差以及能满足日最大抽水量的需求，前期选用功率7.5kW、扬程25m、流量65 m3/h的污水泵，启用1台，检修1台，备用1台，水管采用φ80无缝钢管，设置两路，每路长350m，经临时泵站接力抽排至洞外污水沉淀池净化处理后排放；正洞开挖至一定距离，根据日最大涌水量换用其他能满足扬程和排水量的水泵及管路，或者直接排至洞口污水处理池。

3.移动泵站及管路布置

移动泵站只在斜井施工期间和小里程反坡段施工期间设置，随着掌子面的掘进随时移动，泵站设置在下台阶附近，抽排整个工作面汇集水，不设集水仓。根据斜井、正洞施工期间的掘进长度以及高差考虑，不同时期选用不同型号的抽排设备，每段配置两台，备用1台。排水管道采用和不同泵型相匹配的软管方便移动，将水抽到就近的临时或固定泵站排出。

4.洞外污水处理池

在斜井洞口设置污水处理池一座，设置标准参照云桂铁路图纸施工，根据池中淤积情况，应不定期对淤积物进行清理并运至碴场。

5.集水井设置

为不影响正常施工，正洞内各级泵站不设水仓，泵站直接设置在中心水沟内，通过中心水沟汇集顺坡顺流水及反坡抽排水，将水接力抽排至洞外。设置泵站处的中心水沟可根据水泵及管路安装数量、走向调整中心沟尺寸，以能满足各级泵站的设置为宜，待取消各级泵站后按照设计结构恢复中心沟（如图1）。

斜井通道与正洞反坡段采用机械接力式排水，只在斜井通道内的临时泵站设置水仓，各泵站的水仓设置在通道内杭州方向一侧，抽水管路与水仓同侧设置，抽水设备安装至水仓内。在每个水仓位置前端的斜井通道底板上设置横向截水沟（或碎石盲沟），截水沟与水仓连通，截留相邻2个泵站段（或泵站至洞口段）地面反坡水自然流至水仓，截水沟尺寸：宽0.4m×深0.4m，沟顶铺设直径φ25、间距10cm的钢筋网片，方便机械车辆通行。根据抽水量定期清理水仓及截水沟内淤泥及杂物，确保抽排水通畅。

三、环境保护措施

由于隧道施工废水中含有大量的泥、砂和少量的油类，而且还混有隧道开挖爆破施工炸药爆炸后留下的少量硫磺气味。为了减少施工废水对自然环境的影响、保证当地河系的质量，必须对施工废水进行净化处理，处理的环节主要包括沉降泥砂、去除浮油、除嗅（见图2）。

图1 正洞内泵站抽水示意图

图2 施工废水净化处理工艺流程图

水量调节池：控制水的流速。

沉淀池：设置不少于三级沉淀，主要是沉砂泥。

净化池：主要是除污水中漂在表面层的悬浮颗粒及油。净化池旁设集油池一个，用于收集汇集的油污。

尾水池：废水经沉淀、除油处理，最后进入过滤处理工序。过虑池主要是为了去除废水中所含的少量硫磺颗粒和未能沉淀下来的细微颗粒。其主要设计通过活性炭的吸附性达到过虑效果。

施工建设必须贯彻国家环境保护政策，符合以下规定：排水应贯彻“以防为主、以治为辅、综合治理”的环境保护原则，根据自然条件进行绿化、美化路容、保护环境。施工废水、生活污水按有关要求进行处理，不得直接排入河流和渠道。沉淀处理后方可排放，以免污染周围环境。施工机械的废油废水采取隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放；靠近生活水源的施工，用壕沟或堤坝同生活水源隔开，避免污染生活水源。

四、结束语

总而言之，东茗隧道2号斜井反坡排水技术的施工，克服了施工的难点，确保了施工安全，提高了施工进度，节约了施工成本，有效地保证了总体工程的质量要求。在相同类型的隧道斜进反坡排水施中，工具有一定的参考价值。