目 录
一、编制依据 ................................................. 1 二、编制范围 ................................................. 1 三、工程概况 ................................................. 1
3.1 设计概况 ............................................ 1 3.2 工程地质情况 ........................................ 3 3.3 工程重难点 ........................................... 3 3.4 自然特征 ............................................. 4 四、涌水处理及反坡排水方案 ................................... 5
4.1 反坡段涌水量预测计算 ................................ 5 4.2 反坡排水方案 ........................................ 6 4.3 涌水段处理方案 ....................................... 8 4.4 涌水段施工措施 ....................................... 9 五、设备选型及人员配置 ...................................... 10
5.1 抽水设备选型 ........................................ 10 5.2 排水管道选型 ........................................ 12 5.3 排水系统电力配置 .................................... 13 5.4 人员配置 ............................................ 13 六、反坡排水方案实施 ........................................ 14
6.1 洞外废水处理站建设 .................................. 14 6.2 洞内排水管道布置 .................................... 15 6.3移动水箱设置 ........................................ 16 6.4 泵站建设 ............................................ 16 七、安全生产保障措施 ........................................ 18
7.1 组织管理保障 ........................................ 18 7.2 安全技术保障 ........................................ 18
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八、应急预案 ................................................ 19
8.1 成立应急救援领导小组 ................................ 19 8.2 领导小组职责 ........................................ 20 8.3 建立应急处理工作小组 ................................ 20 8.4 应急救援行动程序与实施 .............................. 22 8.5 应急抢险队伍设备与物资 .............................. 22 8.6 教育培训和预案演练 .................................. 24 九、环水保保证措施 .......................................... 24
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黄家碟隧道反坡排水施工方案
一、编制依据
(1) 黄家碟隧道施工组织设计；
(2)《黄家碟隧道设计图》(兴泉施隧-47)及其他设计图； (3)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)； (4)《铁路隧道超前地质预报技术规程》(Q/CR 9217-2015)； (5)《铁路隧道防排水施工技术指南》(TZ331-2009)；
(6)《铁路隧道工程施工机械配置技术规程》(Q/CR9226-2015)； (7)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)； (8)《铁路隧道监控量测技术规程》(Q/CR 9218-2015)； (9)其他国家、铁总、公司等的技术规范、标准、规程。 二、编制范围
兴泉铁路XQNQ-1标黄家碟隧道DK193+170～DK194+235、DK194+754～DK196+550、DK196+550～DK196+925段范围反坡排水施工。
三、工程概况 3.1 设计概况
黄家碟隧道位于福建省三明市清流县温郊镇北侧。隧道起讫里程
为DK192+545～DK197+680，全长5135m，全部为单线隧道，洞身最大埋深283m，最小埋深17m。为加快施工进度、满足施工通风和防灾救援的需要，本隧设置一座斜井，斜井位于DK196+550线路前进方向右侧，斜井中线与线路中线小里程方向平面夹角为105°1939斜井平距281m,洞身坡度7.9%，采用单车道无轨运输，内净空为5.0m×6.0m（宽×高）；错车道断面内净空尺寸为7.5m×6.2m（宽×高）。隧道竣工后，该斜井作为紧急出口；
各区段施工排水分布详见表1。
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图1 黄家碟隧道施工排水方式示意图
表1 黄家碟隧道反坡排水预测数量表
反坡排水段落 工区划分 段 落 进口工区 斜井工区 斜井工区 DK193+170～DK194+235 DK194+754～DK196+550 DK196+550～DK196+925 长度 1065 1796 375 2
反坡排水预测数量 排水总时间（月） 11.4 15.6 16.6 排水总量（万方） 28.75 66.29 14.73
3.2 工程地质情况 3.2.1 地质复杂
隧道洞身地质复杂，测区地表大部分被土层及全风化层覆盖，风化层厚，基岩零星出露，受区域地质构造影响，岩层节理裂隙发育，岩体破碎严重，多切割呈块状，产状杂乱，变化大，施工中应加强地质预报。
3.2.2 工程结构特点
本隧DK192+545～DK192+620段穿越全风化地层段，采用V级d型复合式衬砌，拱部180°采用φ108管棚超前支护。 DK192+620～DK192+5段拱部穿越全风化地层，采用V级c型复合式衬砌，拱部采用10mφ管棚超前支护。DK194+235～DK194+395、DK196+925～DK197+365段洞身穿越侵入岩接触带及花岗岩蚀变带段采用V级c型衬砌。本隧除III级IIIa、II级采用全断面法开挖外，其余均采用台阶法开挖。客货共线隧道技术标准高，质量要求严、施工难度大，开工前必须对所有参建人员进行全面的技术培训，认真研究每道工序的施工工艺、质量检验方法和作业细则，严格按验标、规范及设计图纸进行施工，加强过程监控，确保每道工序的施工质量。
3.3 工程重难点 3.3.1侵入岩蚀变带
本隧道DK194+235～+395、DK196+925～+365段下穿接触带，易发生突水、突泥等工程问题，应全面做好防护措施，确保施工安全。加强隧道超前地质预报和监控量测工作，采用超前探孔、红外探水等措施探明前方及四周破碎带地质情况，隧道四周同样需重点探测，排查是否存在水囊或其他不良地质情况。加强监控量测管理工作，加强监测频率，确保施工安全。富水断层破碎带围岩十分破碎，在承压水的冲刷下，如稍有垮塌就会进一步发展扩大，发生突水突泥事件，所以对断层破碎带的施工应严格按照设计做好超前支护注浆等辅助措施，严格按照设计进尺开挖，及时做好初支和二衬，及早封闭成环。
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3.4 自然特征 3.4.1 地层岩性
测区上覆地层为第四系全新统坡洪积(Q4dl+pl)卵石土、坡残积(Q4dl+el)粉质黏土；下伏基岩为侏罗系中统漳平组上段(Jz2)泥质砂岩夹泥岩、砂岩夹泥岩，下段(Jz1)泥岩夹砂岩、砂岩夹泥岩，泥盆系天瓦崠组(Dt)砾岩、砂岩，寒武系林田组(∈1)变质砂岩夹千枚岩，晚侏罗世古竹超单元(J3GZ)花岗岩。
3.4.2 地质构造
测区地表大部分被土层及全风化层覆盖，风化层厚，基岩零星出露，下伏基岩为变质砂岩夹千枚岩及泥岩及花岗岩。受区域地质构造影响，岩层节理裂隙发育，岩体破碎严重，多切割呈块状，产状杂乱，变化大，隧道进口段变质砂岩岩层产状大部分为N-S～N48°W/34～54°N。隧道出口段产状为N35°W/35°S。
3.4.3 地震动参数
本段设计地震动峰值加速度为＜0.05g，场地特征周期为0.35s。 3.4.4 水文地质特征 (1)地表水
测区地表水主要为进出口附近的水沟，主要由大气降水补给。 (2)地下水
地下水主要类型有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水不甚发育，水量较小，下伏基岩岩体破碎，基岩裂隙水较发育。地下水主要由大气降水及地表水补给。
(3)隧道涌水量预测
隧道涌水量：Qs=8100 m³/d，Q最大=16200m³/d。
隧道穿越区地下水分布受构造、岩层控制，水文地质边界条件较为复杂，实际涌水量可能与预测值有一定偏差。
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四、涌水处理及反坡排水方案 4.1 反坡段涌水量预测计算
根据设计资料，大气降水、地表水的直接入渗是地下水的主要补给来源。隧道穿越不同含水岩系，地下水位不一，地下水渗透性亦存在一定差异。因此，本次根据隧止区地形地貌、地层岩性、构造及水文地质条件等进行隧道涌水量预测，采用降水入渗系数法和地下径流模数法分别进行计算。
(1)一般地段采用降水入渗系数法，公式如下：
Qs=2.74·α·W·A
A=L·B
Qs—隧道通过含水体地段的正常涌水量(m³/d)；
α—降水入渗系数；参照《铁路工程水文地质勘察规程》(TB 10049-2014)中表8.5.2中取值。DK194+754～DK196+550段以Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩居多，岩体较破碎，本处取0.18。
W—年降水量(mm)；经查阅相关资料，清流县年平均降水量为1797mm。 A—隧道通过含水体地段的集水面积(km²)；
L—隧道通过含水体地段的长度(km)；本处取2.525km。
B—隧道涌水地段L长度内对两侧的影响宽度(km)；影响宽度取线路左右侧各500m，取值1km。
得Qs=2.74 * 0.18 * 1796* 2.525* 1 = 2236.6m³/d，Q最大 = 2 * Qs=4476 m³/d。
黄家碟隧道施工过程中各区段排水方式分为顺坡排水和反坡排水，根据黄家碟隧道施工组织设计安排，黄家碟隧道斜井工区DK194+754～DK196+925段为反坡施工段，组织反坡施工排水，时间自斜井进正洞时间(2017年6月20日)到隧道贯通时间(2019年6月15日)。预测反坡总排水数量见表4。
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表4 预测反坡总排水数量表
工区 划分 斜井工区 反坡排水段落 段落 DK194+754～DK196+925 长度/m 2171 开始时间 2017/6/20 反坡排水预测数量 结束时间 2018/11/20 排水总时间/月 排水总量/万方 17 81.02 黄家碟隧道斜井工区DK194+754～DK196+925反坡段预测正常涌水量1588.6m³/d，反坡排水持续时间为17个月，总抽水量约为81.02万方。
4.2 反坡排水方案
针对隧道穿越断层破碎带易发生突水突泥危害的情况，黄家碟隧道斜井采用反坡排水方式，对出水做到有效地“引、截、排、堵”，将隧道涌水对施工进度的影响降到最低，有效提高施工工效，反坡排水重点是根据现场实际合理设置泵站集水坑位置，按需配备足够的抽排水设备并充分考虑最大出水可能预备排水能力，以便灵活、及时的处理出水增大对隧道掘进进度的影响。
根据黄家碟隧道斜井工区反坡特点，结合斜井工区多次穿越断层破碎带的情况，反坡排水采用多级固定泵站接力抽排方式进行；涌水段按照“先探孔、预支护、短进尺、弱爆破、强排水、后堵水”的原则。首先施做超前钻探、TSP和地质雷达法预报，对预测水量较大段落采用超前周边注浆，开挖后隧道岩壁出水就近引排至集水坑内，通过逐泵站抽排至洞外，后对细小的渗水进行注浆封堵，大的涌水处进行注浆加固，分流引排，保证隧道开挖及初支结构安全。
为防止洞外地面散水灌入洞内，于洞口设置一条横向排水沟，横向排水沟内充填碎石滤层。同时隧道两侧设临时排水沟，以将施工废水、涌水通过两侧排水沟汇入集水坑，保持路面干爽清洁。
为及时抽排隧道涌水、防止涌水汇集掌子面影响施工，形成良好可控的作业循环，同时能应对涌水段突水突泥等紧急情况，将固定泵站设置在每涌水段下坡端及贯通里程处，即在DK196+550、DK196+750、DK196+920处共设
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置3级泵站集水坑。每级泵站集水坑需设置一道横向拦水坎，将本级以上区段大部分涌水截流。拦水坎截流本级段涌水量按75%计，25%流入下一级段。
施工中在掌子面处利用圆形钢制水箱收集掌子面附近积水，一是考虑施工掌子面文明施工、避免抽水坑中水对拱脚处围岩浸泡，二是考虑移动方便，可利用挖机随时根据掌子面掘进情况移动放置。移动水箱采用壁厚10mm钢板制作，直径1.5m，高80cm。数量可根据掌子面水量大小适当增加，一般情况下设置1个，预备1个，备用水箱平时存放在洞外。
掌子面利用小水泵将积水抽至移动水箱内，用污水泵向最近泵站集水坑内抽排，再逐级排至洞外，经废水处理站处理后引排至自然排水系统。
表6 黄家碟隧道斜井工区反坡排水泵站设置一览表
泵站 任务工区 级数 喇叭口 一级 二级 合计 里程 DK196+550 DK196+750 200 DK196+920 170 1629 1.34 1.139 3.819 529.5 22.06 泵站设置参数 距离m 200 高差m 1.34 正常排水任务 m³/d 529.5 529.5 m³/h 22.06 22.06 斜井大里程工区 (1)DK194+754～DK196+550段涌水由喇叭口泵站担负，泵站集水坑设置在DK196+550处，水泵数量、型号按全段正常涌水量1588.6m³/d考虑，配备2套排水钢管。
(2)DK196+550～DK196+750段涌水由大里程一级泵站担负，泵站集水坑设置在DK196+750处，水泵数量、型号按DK196+550～DK196+750段正常涌水量1588.6m³/d考虑，配备2套排水钢管。
(3)DK196+750～DK196+920段涌水由大里程二级泵站担负，泵站集水坑设置在DK196+920处，水泵数量、型号按全段正常涌水量1588.6m³/d考虑，配备2套排水钢管。
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考虑到突水涌出、水泵维修或停止工作等特殊情况，并考虑施工和清淤方便，泵站集水坑需考虑一定储水容量，按10min最大涌水量进行设计，泵站水泵型号及数量按照20个工作时可抽排单日排水量选配，同时配备1台备用、1台检修。
掌子面处设置至少2台移动式污水泵，其中1台备用。
在突水等紧急情况，有必要可利用高压风管、高压水管作为应急排水系统。
4.3 涌水段处理方案
隧道施工过程中,应根据超前地质预报及现场实际,探明前方围岩软塑状断层破碎带的分布范围、类型情况、岩层稳定程度和地下水情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增减)，并采取相应的施工措施。
(1)当涌水量不大，涌水类型为基岩裂隙水时，在长段落范围内进行注浆是不经济的，也会对隧道的建设工期产生严重影响。因此，在这种条件下在进行局部钻孔“适量排放”后注浆封堵，做好隧道施工期间排水。
(2)当涌水量较大、涌水集中在一定的范围内，严重影响隧道掘进进度时，采用超前周边注浆和开挖后局部径向注浆的方式进行堵水，来加快隧道施工进度。同时根据情况有必要启动备用水泵和备用管道进行排水作业。
(3)施工中出现大集中涌水时，采取局部注浆的方式进行封堵，对剩余的小股涌水进行集中引排。同时加大施工中抽水泵站抽水能力的配备和储备，按设计中预测的最大涌水量配备各级泵站。为了防止突然涌水，发生涌水风险事件，在施工中严格控制台阶长度，并随时进行补注浆，保证隧道施工安全。
(4)超前周边注浆孔以隧道中轴为中心呈伞形布置，使浆液扩散到开挖断面及开往轮廓线外5m，且浆液扩散不出现空白。注浆带为片状渗漏水，应考虑每个注浆孔的扩散半径，尽量密布孔，使注浆孔贯通更多的细小裂隙。孔与孔之间采用三花眼或五花眼排布，使得每个孔的浆液扩散范围充分交圈；
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条状裂缝，沿缝挖补布孔，孔间距可稍大。集中突水点，利用现有突水点顶水布孔，并打止浆墙止水止浆。大股涌水裂隙，当水流方向与裂隙平行，在裂隙两侧等距布置泄水孔，兼作注浆孔。当水流方向与裂隙垂直时，在其来水方向一侧布孔。封堵裂隙水，注浆孔要与裂隙相交。
(5)开挖后洞壁存在局部出水点或出水区域，水压和水量较小，且围岩有一定的自稳能力时，可采用局部径向注浆堵水，根据出水点或区域位置，布置注浆孔位置，纵向间距2.5m，环向间距1.5m，采用长3m或5mΦ42小导管，壁厚3.5mm。视实际出水情况可加密布孔，注浆材料采用水泥浆液，水泥：水=0.5：1～1.1，注浆压力1～3Mpa。
(6)当隧道已发生涌水时，立即启动应急预案，组织电工和抽水工利用泵站全部水泵和主备用排水管道及高压水管、风管24小时不间断抽水，防止浸泡发生其他事故，同时安排挖掘机挖集水井并安排装载机配合运送抽水泵及排水管，增大隧道排水系统排水能力。
4.4 涌水段施工措施 4.4.1 断层破碎带段
黄家碟隧道DK194+235～DK194+395、DK196+925～DK197+365段洞身穿越侵入岩接触带及花岗岩蚀变带。采用Ⅴc型衬砌，初支全环设置I18型钢钢架，0.6m/榀，台阶法开挖施工，加强支护措施和做好超前地质预报工作。拱部采用Φ洞身管棚超前支护，单根长10m，环向间距0.4m，纵向6.0m一循环，一环27根；对掌子面上台阶采用临时喷砼及Φ25玻璃纤维锚杆加固，锚杆单根长6m，间距1.2*1.2m，梅花形布置，纵向3.0m一循环；喷砼厚5cm，1.2m一循环。辅以超前钻孔探测、地震波和地质雷达法进行超前地质预测预报。当水量较大，揭示为软弱地层或破碎地层需采取超前注浆及围岩径向注浆止水措施时，上报监理、设计、建设单位，就出水量及注浆止水方案签订现场会议纪要。
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五、设备选型及人员配置 5.1 抽水设备选型
隧道内水源主要为隧道裂隙水和断层涌水以及现场施工用水。水质除地下水的本身成分外，主要是含有石碴、泥浆，同时还有喷射砼的回弹物。因此，除满足扬程和排水量外，水泵应采用潜水污水泵，能将污水中长纤维、袋、带、草、布条等物质撕裂、切断，然后顺利排放。其具有结构紧凑、占地面积小；安装维修方便；连续运转时间长；不存在汽蚀破坏及灌引水等问题的特点。选用的污水泵必须要耐磨性高、使用寿命长，才能保证隧道正常施工，且选型合理，避免浪费增加投入成本。洞内水量是逐段递增，在各级泵站的水泵选型上，应按照排水能力递增原则自下而上递增选配。
水泵选型需遵循以下原则：
(1)水泵扬程选择原则。水泵扬程可根据以下经验公式选择，同时还应考虑预留量：
水泵扬程≥提水高度H+沿程损失S1+局部损失S2
S1=（λ*L/d）*V²/（2*g） S2=m*α*V²/（2*g）
H—指泵站排水高差，m； S1—因管壁引起的扬程损失，m；
S2—因止逆阀、水表阀、弯头等管件引起的扬程损失，m； λ—沿程阻力系数，取0.02；
L—指污水水平运输距离，除管道长度外，还应考虑止逆阀、水表阀、弯头等管件的当量长度，每段统一按1个止逆阀、1个水表阀、1个90°弯头、1个135°弯头计算，查询相关规范得管件总当量长度为38m。
d—管径，m；本处暂以DN100mm管径计算。 V—管内污水流速，m/s；取1.5 m/s。 g—重力加速度，m/s²；本处取9.8 m/s²。
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m—管件数量；同上描述，取4。 α—管件局部阻力系数；取0.2。
(2)水泵排水能力选择原则。水泵运转时间单日按20h计算，工作泵单日排水能力需满足单日排水任务量，泵站单日总排水能力需满足单日最大排水任务量；
(3)水泵数量选择。泵站水泵数量需按配备1台备用、1台检修的原则设置，掌子面移动水泵按1用1备配置，主用+备用水泵排水能力需满足最大涌水量时排水任务。主备用水泵需同时装机，并确保随时可用。
根据上述原则进行计算，水泵选型结果如下：
(1)小里程一级泵站（喇叭口）：正常排水任务286.5m³/h，最大排水任务为573m³/h，排水高差4.8m，水平运输距离505m。水泵扬程≥16.7m，工作泵排水能力≥62.7*24/20=75.2m³/h，泵站最大排水能力≥150.4 m³/h。故本站选用QW100-80-20-7.5型潜水污水泵，共2台。
(2)大里程一级泵站：正常排水任务286.5m³/h，最大排水任务为573m³/h，排水高差2.7m，水平运输距离288m。水泵扬程≥9.4m，工作泵排水能力≥28.3*24/20=34m³/h，泵站最大排水能力≥68 m³/h。故本站选用QW100-80-20-7.5型潜水污水泵，共2台。
(3)大里程二级泵站：正常排水任务286.5m³/h，最大排水任务为573m³/h，排水高差3m，水平运输距离387m。水泵扬程≥12m，工作泵排水能力≥15.4*24/20=18.5m³/h，泵站最大排水能力≥37 m³/h。故本站选用QW100-80-20-7.5型潜水污水泵，共2台。
(5)掌子面移动泵：掌子面移动水泵需满足最长距离、最大高差、最大涌水量排水任务。取正常排水任务62.7m³/h，最大排水任务为125.4m³/h，最大排水高差6.4m，最大运输距离588m。水泵扬程≥20m，工作泵排水能力≥62.7*24/20=75.2m³/h，泵站最大排水能力≥150.4 m³/h。故掌子面选用QW100-100-25-11型潜水污水泵，共2台。
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水泵型号及数量可根据实际情况增加或换用大功率泵。
表7 水泵配备一览表
泵站级数 正常排水任务(m³/d) 最大排水任务(m³/d) 高差(m) 水泵型号 水泵功率(kw) 泵扬程(m) 泵流量(m³/h) 使用台数 备用台数 检修台数 总数量 小里程一级泵站 6876 13752 6.02 QW100-80-20-7.5 7.5 20 80 2 1 1 4 大里程一级泵站 6876 13752 1.8 QW100-80-20-7.5 7.5 15 80 2 1 1 4 大里程二级泵站 6931.5 13863 7.02 QW100-80-20-7.5 7.5 20 80 2 1 1 4 移动泵 1505 3010 6.4 QW100-100-25-11 11 25 100 1 1 / 2 5.2 排水管道选型
根据洞内水量情况，结合选配的抽水设备，为防止掘进爆破施工飞石损坏管道，掌子面50m范围内采用消防软管，其他区间采用无缝钢管。
管道流量需满足最大排水流量，且有一定的预留量。
V * π * （d/2）² = Q，反之d = 2 * sqrt （Q/Vπ） d—管道管径，m；
Q—泵站最大排水任务，m³/d；
V—管道内平均流速，m/s；无缝钢管取1.2 m/s，消防软管取2 m/s。 根据上述公式计算各级泵站排水管道管径，如下： 小里程一级泵站：d≥94cm，选用DN100无缝钢管； 大里程一级泵站：d≥94cm，选用DN100无缝钢管； 大里程二级泵站：d≥94cm，选用DN100无缝钢管； 移动泵：d≥73cm，选用Φ80mm消防软管。
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无缝钢管采用单根长6m，利用法兰+密封圈连接。为应对突水等突发情况，施工排水管道按两道布置。
排水钢管与高压风管、高压水管利用标准托架固定在单侧边墙上，在突水等紧急情况下可将高压风管、高压水管作为应急排水管道。
5.3 排水系统电力配置
由于反坡排水贯穿于整个施工过程中，需为排水用电设备保证稳定、不间断的供电源。考虑投入成本，排水用电可与隧道施工用电同用洞外变压器及洞内动力线路。
洞口设置S11-1250kVA、S11-400 kVA变压器各1台，250kw应急备用发电机1台，为突发情况下增加抽水设备提供充足电源。动力线路采用三相五线制，利用绝缘排架固定在边墙上，设主用和备用动力线各一套。每级泵站及掌子面水泵均配备专用配电箱，因处于有水环境中，所有用电设备及配电箱均需与地线（PE线）连接，做好防漏电接地保护。采用“一机、一箱、一闸、一漏保”的接线方式，严禁用同一个开关、开关箱直接控制二台及二台以上用电设备(含插座)。
在隧道有水环境中，所有电缆线均采用防水电缆，严禁白皮线使用，同时照明采用安全低压照明灯。
5.4 人员配置
反坡施工排水需配备专业电工、水泵维修工及管道安装工，管道运输利用隧道施工用装载机即可，无须单独配备。人员配置详见表8。
表8 黄家碟隧道反坡施工排水人员配置表
序号 1 2 3 4 5 人员 架子队长 调度员 安全员 电工 维修工 人数 1 2 1 2 2 工作内容 组织、管理反坡施工排水 反坡排水的日常管理、做好每日排水量记录表 施工作业、用电的安全管理 电线检修及设备接电 巡查水泵等设备日常运行状况、记录水表读数 13
序号 6 7 人员 管道安装工 水泵操作工 人数 6 4 工作内容 管道安装及维修 看护水泵运行状态 六、反坡排水方案实施 6.1 洞外废水处理站建设
根据设计图《隧道施工期生产废水处理施工图》(兴泉施隧废水-01)中“黄家碟隧道出口及黄家碟隧道进口废水处理站平面布置图”中要求，隧道施工废水超标指标为SS，PH弱偏碱性，需经处理站处理达到《污水综合排放标准》(GB78-1996)一级标准后方可排放。根据设计要求采用D300钢管将隧道施工排水引入处理站，不在洞口单独设置沉淀池，禁止施工排水洞外直接排放。
洞外管道结合处理站位置进行布置，在施工场地范围内以地埋方式敷设，以满足施工车辆通行需求，埋设深度不小于50cm，管道上方浇筑厚度不小于20cm混凝土面层，防止重车碾压破坏管道。
洞外废水处理站应在隧道暗洞掘进前完成建设并达到生产条件。 废水处理站根据现场场地条件进行设置，处理站平面尺寸30*35m，场坪分为两个台阶，高差5m。选址后放样进行场地平整，修正台阶边坡，精确测量放出各类池、检查井开挖边线，基坑开挖边坡需设置不陡于1:0.3，人工修正边坡及坑底，人工开挖坑底预埋管道基槽；基坑修整完成后，浇注C15混凝土铺底，人工收面出相应设计形状；底板钢筋、模板、混凝土工程施工，待混凝土达到设计强度75%以上方可进行下步工序作业；在底板混凝土上放样，进行池壁等钢筋、模板工程施工，预埋各类穿墙套管等预埋件，浇注混凝土；按照设计要求安装各类管道、彩钢棚、电力线路以及各类处理设备等，进行安装调试；完成踏步、挡墙等附属设施施工。
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6.2 洞内排水管道布置
图4 洞内管线布置示意图
为满足现场施工标准化要求，排水管道同高压风管、高压水管利用角钢托架固定在单侧边墙上，同时为避免与两侧衬砌预留钢筋冲突，托架最下端距离轨面标高不小于1.5m。钢管表面涂刷红白相间油漆。
排水管道考虑一用一备，共设置2套无缝钢管排水，钢管单根长6m，采用法兰盘+密封圈连接。为防止管道内水柱回流及水压力对管道或水泵造成损坏，管道每200m设置一个减压阀，在管道与水泵连接处安装带减压功能的止水阀。
利用高压水管作为应急排水管道，即在每个泵站处在高压水管上开口，与安装在泵站处的水泵接通，正常情况下把闸阀关闭。一旦遇到突水、涌水现象，即把进水闸阀关闭，截断高压供水，打开排水阀进行应急抽排，在特殊情况下，洞内高压风管也可以改造利用上作为排水管道。
为准确记录各级泵站每日抽水量，在每条管道与水泵连接处安装单向水
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表阀，并对表阀进行编号，由维修工每天进行设备巡查时记录水表读数，每天将读数反馈给调度员，调度员负责做好抽排水量记录表，每周将记录表送至项目部计划经营部。
6.3移动水箱设置
在掌子面附近放置移动式钢制水箱，配备2台QW100-100-25-11污水泵，其中1台正常使用1台备用，将掌子面处积水抽至最近泵站或洞外，并配备一个专用配电箱。
移动水箱离掌子面5～10m位置放置，使用小水泵将掌子面处积水抽至水箱内，小水泵可根据积水位置灵活设置。
跟随掌子面前移，利用挖机或装载机将水箱移动。当掌子面水量较大时，可将备用水箱调入隧道内使用，同时启用备用水泵；当掌子面发生涌水时，可直接开挖集水坑，以加快抽排速度。
6.4 泵站建设
当隧道掘进至泵站设计里程后，开挖集水坑，建设泵站，配备水泵和专用配电箱，将主用、备用水泵安装通电。泵站设置位置详见“黄家碟隧道施工排水设置图”。
泵站集水坑设在单侧拱脚处，并在底板或仰拱填充面设置临时横向拦水坎，以将漫流水截至集水坑内。集水坑容量按10min最大涌水量设置，最大涌水量取2倍的正常涌水量，1505m³/d÷24h÷60*10*2=21m³。集水坑深度2.5m，纵向长4.2m，横向宽2m，坑底及坑壁砌筑20cm厚C20混凝土。为安全起见，同时保证车辆通行，在集水坑顶部横向布设［18槽钢，纵向间距50cm，上盖16mm厚钢板，为便于水泵检修，钢板宜小块设置。泵站集水坑设计详见图4。
为防止堵泵，水泵需离坑底至少50cm，并定期对集水坑进行清淤。在集水坑内设置液位仪，实现水位传感自动控制水泵启停功能，当水位超过半高时，同时启动工作泵和备用泵；当水位不足半高时，停用备用泵，启动工作
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泵；当水位下降至泵进水口以下时，关闭水泵。同时安排专人看护。隧道贯通后，泵站集水坑采用与二衬同级混凝土回填。
图5 泵站集水坑设计图
图6 拦水坎大样图
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七、安全生产保障措施 7.1 组织管理保障
在排水施工上不仅需要一套完善、合理的排水系统，还需在管理上予以加强，才能达到预期的效果。为此不仅成立专业施工排水作业队，以架子队长为领导，配备调度员2名，负责昼夜施工排水组织及管理以及做好每日各级泵站排水量记录工作，每周将抽排水量记录表送至项目部计划经营部；设安全员1名、专业电工1名、维修工2名、管道安装工6名、水泵操作工4名。还制定严格的值班制度。隧道排水日常工作坚持调度员轮流24h值班制，并制定抽水记录表进行统一管理，发现问题及时处理，汇总问题进行总结分析。
7.2 安全技术保障
隧道开工前，项目部组织对架子队、施工班组工人进行安全教育培训和安全技术交底，详细说明隧道施工反坡排水的安全的有关技术要求，规范洞内排水管理和落实洞内施工安全排水措施。
坚持日常巡查工作，详细做好日常巡查记录，若发现涌水量异常增大，应立即停止施工，将所有人员、机械设备撤出洞内，并报告项目部，启动应急排水。加强超前地质预报工作，探明掌子面前方水量情况，结合设计预测涌水段落及断裂破碎带位置，在易出水段增加备用水泵数量或功率，准备各种应急物资，做好班前安全教育。
每个泵站的水泵除正常使用的外还需配备备用、检修水泵各一台，以有效应对隧道涌排水。排水管道按一使用一备用原则设置。利用高压水管作为应急排水管道，即在每个泵站处在高压水管上开口，与安装在泵站处的水泵接通，正常情况下把闸阀关闭。一旦遇到突水、涌水现象，即把进水闸阀关闭，截断高压供水，打开排水阀进行应急抽排，在特殊情况下，洞内高压风管也可以改造利用上作为排水管道。
对于排水系统的运转，明确责任人，安排专人24小时值班，发现异常情
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况及时进行协调解决，确保设备及人员的安全。
在集水坑、配电箱处挂设彩灯及警示牌，并对设备进行挡护。防止车辆及人员触碰。
水泵的冷却采用下一个泵站抽上来的水直接浇至排水泵上进行冷却。 加强设备的使用、保养、维修，注意用电安全，经常进行检查，杜绝漏电，并派专人操作和维修，非机电修理人员不得随意拆卸设备。
所有用电设备必须采用“一机、一箱、一闸、一漏保”的接线方式，并做好接地保护，严禁用同一个开关、开关箱直接控制二台及二台以上用电设备(含插座)。
各种电气设备用的闸刀、插头、插座、空气开关不得有裸露、漏电现象。 设备的负荷线、保护零线和开关箱应定期检查，发现问题立即报告专职电工维修。
隧道内配备安全报警设施和足够长度的、可手动拆卸的逃生钢管，管道采用外径Φ813mm(壁厚20mm)承插钢管，标准节长4m。管体在上下台阶处采用转接接头(135°)连接，除整节管道外，应同时备足1m、2m、3m短接管道及连接接头。
如掌子面发生涌水，水量超过了排水系统的工作能力。调度员应立即组织人员撤离掌子面。如水量很大，淹隧道速度很快，应立即组织车辆拉碴回填。
准备好抢险物资、材料，做好抢险准备工作，确保发生异常或险情时能够及时处理物资、设备能够提供到位，保证处理的及时性，防止事态的进一步扩大。
八、应急预案
8.1 成立应急救援领导小组
针对黄家碟隧道反坡施工可能发生洞内涌水的风险，项目部成立安全生产事故应急救援领导小组，架子队建立安全生产事故灾难应急抢险队，实施
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在发生重大生产安全事故时的救援工作，尽量减少事故的危害，保障项目员工和洞内作业的人身安全、洞内机械设备的安全。
当安全生产事故发生时立即启动《安全生产事故应急预案》，在向上级报告事故的同时下达抢险命令，并负责组织实施抢险与协调工作。项目部组织机构如下：
组 长：王波 副组长：张培斌 代晓波 施忠原 梁仕启 彭毅 毕俊峰
成 员：吴天新 代曦鹏 孔凡勇 代飞 胡萌 杨林 李永杰 8.2 领导小组职责 8.2.1 组长职责
负责应急救援工作的启动。事故应急行动期间各单位的运作协调，按照应急救援预案合理部署应急工作，和事故现场指挥协调工作，保证事故应急救援工作的顺利完成。同时负责把事故救援进展情况及时向上级主管部门汇报，同时接受新闻媒体的采访，必要时召开新闻发布会，向社会公布事故情况、并与安全人员和法律人员及其他事故应急者保持联系。
8.2.2 副组长职责
负责对事故现场的控制，协调应急队员的救援工作，识别危险物及存在的潜在危险并对事故现场进行分析，执行有效的应急操作，保证应急行动队员的个人安全，并负责事故后的现场清除工作。
8.2.3 组员职责
负责指挥应急队员对事故现场的救援工作，执行有效的应急操作，保证应急行动队员的个人安全。
8.3 建立应急处理工作小组
以应急救援领导小组为基础，成立应急反应行动小组，下设应急处理工作技术小组、物资设备小组、保卫及联络小组、突击队、医疗救护队、义务消防队等。应急处理工作必须24小时有人值班，当接到应急通知时必须在最
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短的时间内通知各应急处理组，奔赴事故现场履行各职能部门的职责。
8.3.1 管理小组
组 长：王波 副组长：张培斌 雷建旺 代晓波 彭毅
成 员：吴天新 代曦鹏 何朝辉 代飞 胡萌 张贤涛 李永杰 段文通 杨松林
职 责：负责现场的应急处理工作的指导、协调。 8.3.2 应急处理技术小组 组 长：雷建旺
成 员：吴天新 王延秋 招志敏 陈中立
职 责：担负施工生产安全事故发生后的技术处理及监测工作，从技术方面为抢险救援领导小组提供正确的处理意见。
8.3.3 应急处理物资设备组 组 长：雷建旺 彭毅 成 员：何朝辉 代飞
职 责：担负重大生产安全事故发生后的物资设备供应。 8.3.4 应急处理保卫及联络小组 组 长：张培斌 雷建旺 成 员：胡萌 袁雄伟
职 责：负责对受安全威胁的人员进行疏散到安全地带，确保无受安全威胁的人员后，再对受安全威胁的财产实施转移，转移至安全地带。
8.3.5 应急处理突击队 队 长：李永杰
突击队员：架子队各级人员及施工班组作业人员 职 责：担负施工现场各类重大事故的处置任务。 8.3.6 医疗救护队 队 长：张贤涛
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成 员：由具有相关医疗救护机构及项目部司机等组成。 职 责：负责紧急情况下受伤人员的初步救护工作。 8.3.7 义务消防队 队 长：代晓波
成 员：由经过消防相关知识、灭火器材使用相关知识培训的人员组成。 8.4 应急救援行动程序与实施
8.4.1一旦事故发生时，应及时调动并合理利用应急资源，包括人力资源和物质资源。在事故现场，针对事故的具体情况选择应急对策和行动方案，从而能及时有效地使伤害和损失降至最低程度和最小范围。
8.4.2如遇掌子面发生涌水，水量超过了排水系统的工作能力，调度应立即组织人员撤离掌子面同时调用应急水泵进行抽排水，以减少涌水对隧道的危害，同时掌子面附近配备40套救生衣。
8.4.3如果涌水量很大，淹没隧道速度很快，抽水不及，应立即组织车辆拉碴回填，以避免大面积塌方。
8.4.4如果隧道涌水造成洞内电力设施损坏，应启动应急用电方案，用发电机发电或从洞口再向洞内接电，以保证水泵抽水工作和救援工作的进行。
8.4.5如果涌水造成人员被困，应用皮划艇组织救援，首先保证人员生命安全，若造成塌方，则利用逃生管道进行人员救援。
8.4.6当遇险人员全部得救，项目事故现场抢险指挥部经认真检查分析，确认事故经抢险、险情已完全排除，事故现场得以控制，事故灾害链已彻底切断，便可宣布抢险结束。
8.5 应急抢险队伍设备与物资
表9 应急物资清单
序号 1 2 名称 逃生管道 发电机 22
数量 70m 4台 备注 功率根据实际情况选用
序号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 抽水机 救援车辆 指挥车辆 对讲机 急救床 担架 救生衣 皮筏艇 急救药箱 数量 20台 7辆 2辆 8对 5套 5副 40件 3件 2个 备注 根据实际能力配置 8.5.2 应急设施物资
日常配备应急可充电灯、防爆电筒、危险区域隔离警戒带、各种类安全禁止警告、指令、指示标志牌、安全带、安全绳、逃生钢管、气体测试仪器等专用应急设备和设施。隧道每隔200m配置一盏照明灯。
各现场除配备必要的防排水物资外，其它应急物资根据施工进度需要，与相关单位签订救援物资的供应，应无条件满足抢险救援。
部分救援物资设备可放置在现场应急物资库，挂放标识牌使现场人员都知道。急救箱、担架等物品统一由办公室负责保管。
应急物资、设备和设施的维护保养由物资部、设备部负责，确保应急设备和设施始终处于完好状态，保证能在应急状态下的有效使用。
8.5.3抢险队伍与物资、机具保障施工成立应急救援抢险队，具体负责现场抢险的实施工作。抢险物资储备：编制袋500个，方木5m3，钢管2吨，砂石料需用时由混凝土拌合站运送，皮划艇3个。
抢险机具储备：铁锹50把、十字镐50把、50t千斤顶4个，挖掘机、装载机利用现场施工机械。
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8.6 教育培训和预案演练 8.6.1 教育
项目部及架子队、施工班组要定期组织员工进行应急法律法规和事故预防、避险、避灾、自救、互救常识的教育，使员工了解、熟悉、掌握相关应急知识。
8.6.2 宣传
经常性利用工地宣传栏，进行应急法律法规和事故预防、避险、避灾、自救、互救常识的宣传，提高员工的危机意识。
8.6.3 培训
项目部负责组织安全管理人员、抢险队专业人员进行上岗前培训和业务培训。
8.6.4 演练
项目安全生产领导小组设定演练抢险课题，按应急救援预案组织安全生产事故抢险演练。安全生产事故抢险演练结束，进行总结，发现问题，修正预案。
总之本段隧道施工可能出现突水、涌水等突发事故。为此，针对隧道反坡施工排水的困难的特点，对隧道内突发涌水事故，抽水设备损害，水位突然升高，建立必要的逃生系统，在掌子面及隧道内设置应急灯，在隧道内作业区放置救生衣，并保持隧道内通信畅通，专人值班，发生突发事故后及时上报项目部应急预案领导小组，启动突发事件的应急预案。
九、环水保保证措施
隧道内涌水及生产废水抽排至洞外后禁止直接排放，需接引至废水处理站经沉淀等处理达到排放标准后方可排放。
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