某隧道反坡排水施工技术

长大隧道反坡排水施工技术摘要通过某隧道左线的实际现场施工情况，介绍了隧道长大反坡排水的施工方法关键词反坡排水、水泵、排水系统、集水箱1工程概况某隧道左线合同里程为：ZK122+860-ZK126+487，共3627米，合同段位于鄂西山区，地处秦岭山脉山麓，地势复杂，地形起伏变化大，大地地貌单位为鄂西构造剥蚀侵蚀低中山区，树木丛生，植被发育。合同段内主要河流为咸池沟、凉台河，地下水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水三大类。隧道设计涌水量608m3/d，隧道纵向坡度1.693%。2施工现场情况目前隧道掌子面施工至里程ZK123+487，距洞口3000m，施工四个加宽带，掌子面距4#加宽带94m。隧道涌水主要来源于以下三部分：1、隧道基岩裂隙水；2、掌子面开挖过程中风枪出水；3、掌子面后方回流水：包括渣车流水、仰拱积水、水管漏水及其他水流。隧道掌子面的积水增大了隧道施工难度，制约了隧道掌子面作业的连续性，严重影响了隧道施工的进度、质量和安全。3排水方案3.1总体方案某隧道左线排水施工为反坡排水。应遵循“以防为主，防排结合，多道防线，因地制宜，探、引、堵、排相结合的原则进行综合治理”。采用机械排水、固定泵站和移动式泵站相结合的分级接力排水方法将掌子面积水抽至洞外。通过半经验、半理论的方法计算出隧道目前掌子面涌水量约为25m³/h；根据观测和经验推断至隧道合同里程涌水量约为30m³/h（无突发性涌水时）。隧道每循环抽水前掌子面汇水总量约为100m3。为保证作业的连续性，结合隧道排水系统的排水能力应大于隧道涌水量（包含远期涌水量）这一原则，考虑以下几套排水方案：3.2排水方案的对比及选择方案一：采用两套排水系统。在4个加宽带分设4个固定泵站，每个固定泵站放置两个集水箱，集水箱内放置3-11kw不同型号的小功率水泵（根据高差、距离和水泵扬程、流量选择水泵型号），递级排水至洞外。方案二：采用一套排水系统。在3#、4#加宽带设置固定泵站，在掌子面放置两台小功率水泵抽水至4#加宽带，在4#加宽带放置两台30KW水泵抽水至3#加宽带，在3#加宽带放置1台75KW水泵抽水至洞外。方案三：采用一套排水系统。在2#、4#加宽带设置固定泵站，在掌子面放置两台小功率水泵抽水至4#加宽带，在4#加宽带放置一台75KW水泵抽水至2#加宽带，在2#加宽带防止1台75KW水泵抽水至洞外。表1：排水方案对比酿序号燕排水能力终成本投入骂系统管理叹方揉案掉1迁46m³/h例1故7怕万元摘水泵、水箱较浊多，不利于管而理与维修蒸方荒案成2因95m³/爸h痒2竟3.4连万元丝水泵和泵站数婶量较少，利于康管理尤方即案敌3我120m³典/h群2源1.3采万元羡水泵和泵站数孟量较少，利于锋管理比对以上三套方案：方案一最经济，但排水能力较小，且泵站和水箱太多，不利于管理和清理；方案二中75KW水泵至洞口距离较远（2300米），高差为39米，不符合水泵的扬程范围，而且排水能力也满足不了隧道远期排水需求；方案三在排水能力方面满足隧道近期和远期的排水需求，也利于管理和维修，故选择第三套排水方案。3.3水泵的选择及排水系统的具体布置3.3.1水泵选择方法源（乏1竖）燕隧道掌子面积榨水除地下水本喜身成分外还包为括石屑、泥浆县和喷射砼的回梅弹掺杂物，因三此选择水泵除衫考虑排水量外倘，还应考虑泽排水成分。果（愈2吸）洞内各个泵然站所配备的水兰泵应按排水能近力递增原则设巷置，以减少下疯一级泵站排水任能力较小而产率生的洞内回流箱水。且（忆3蛮）在高差相近移的泵站，宜选续用相同型号的允水泵，便于管批理和维修。飘（洗4纽）在掌子面和洽集水坑强（池）忘处应选用轻便蚁的水泵，便于雨移动。坝3.解3绵.2五别排水系统的具答体布置窝及原因晕在掌子面唤开挖台车上放至置养2市台准7移.5融KW赶水覆泵类,仙此水益泵在开挖台车替就位后睬进行掌子面抽血水纱.映由此易泵将掌子面拢积淡水听抽至链4真#汗加宽带丘的冶集水箱中碰，册经泡4疫#丝加宽带集水箱果旁籍的厘1共台执75损KW沈水孟泵抽至俭2蹈#缎加宽带纤的集水箱中对，债经振2芝#腾固定泵站禁集水箱旁骡的画1咬台桨75硬KW刊水猫泵身直接排水匆至鱼洞外以，经沉淀池排找出墨。衫（见尽表竞2啄）替表洽2舒：排水系统败中应水泵配置及参暂数茧序号灾水泵型号锦水泵位置惹水泵抽水流向种排水能力（适m胳3巧/买h伴）亲1牌WQ40-3衰0-7.5折掌子面跟抽赔至省4顶#姓加宽带灯36豆2罗WQ40-3娱0-7.5术掌子面术抽优至景4尺#星加宽带冒36劳3钥D155-3彩0捞4干#纲加宽带课抽测至衡2供#皇加宽带宁115希4们D155-3途0贞3批#扇加宽带痛抽至洞外予120始5裹WQ15-3市0-3连掌子面集水坑张抽程至馒4葛#殊加宽带驰31沾6绒WQ15-3缝0-3晶4伴#女泵站集水池舒抽蒸至攻4食#吊加宽带冬31就7迹WQ15-3奔0-3族2泪#协泵站集水池范抽浸至屡2稍#燃加宽带勺32慎随着掌子面的斩开挖在掌子面问后方设置移动但泵站和集水坑泛，捕在洞4毫#颠加宽带套和覆2家#行加宽带固定泵酸站嫂附近设置郑集水斯池涂，内鹰分别手放踪置烧1羽台挠3.0k容w繁的料水肉泵，由此扬泵将割后方回流水分总别抽烈至皂4#些和爽2#乱加宽带集水箱墨中，佛经筋7扒5妄KW步水晒泵刻排染至练洞外咽，经沉淀池排隔出扎。伤在隧道两侧设平置简易排水沟当，判确保洞内渗水樱通过排水沟引收入集水坑内，令不至于在洞内揭路面上漫流种，并在妇集水坑处设置愚土坎疲用以梳拦截后方回流灾水，以减小掌裁子面的排水压弓力封。布置原因：哨（峰1州）隧道的排水葵系统能力要大泊于隧道涌水量柔（包含远期涌矩水量）。深（摆2估）为了应对隧炒道突发性涌水辅，旧以及便于管理候和维修，变考虑设置大功雷率水泵和大直熄径管线。挪（井3店）煤设置集水坑和腿集水池为及时陷拦截后方回流偿水，减小掌子默面的排水压力绵，归保证隧道鸣2坑4天小时庭不间断排水。喜图耳1重：排水方案布胁置图帐3.老4察管路航布置拌考凉虑坐75K堆W焦水泵排水能力乌较大，对管道允直径要求较高叛，故采锡用柴Φ盘150m亮m呜钢管。才在掌子面水泵匀至后方租50m役徐处（风、水管慕端头处）采用饿Φ恋4哲0mm桥软管连接，杠经撑Φ隙80mm宫钢管连接至悬4梨#怨加宽带双，驼再喇经泽Φ喂150mm鼓钢管扣排水塔至级2厕#愤加宽带和洞口制。掌集水池和集水老坑内水泵采帐用围Φ阔4易0mm伞软管抽水至对波应水箱内。牌钢管的弯头不残宜太多，隧道票抽水水流中含断有的大量的泥以浆、岩屑易在胆弯头处沉淀，尊长时间易堵塞易排水管道。恰3.开5尿泵站懒设置暮此方案叛根据高差和水耕泵扬程沾在黑4系#串和骡2艘#身加宽带处设置友固定泵站，不矩至于阅影响到隧道的宇施工和车辆行留驶。每殃泵站崇放置库一伤个水箱，跌水箱采赌用狭1.5m信m晋厚钢板焊接成线长方体。（买见表痕4均）岔表池3核：水箱统计表从序号朽水箱名称量水箱位置困水泵型号煮节容积菌（病m块³第）共1听1祝#绪集水箱迹4初#罗加宽带箩D155-3距0糊7.5步2索2饭#取集水箱委2厘#盘加宽带尊D访155-30适7.5尺3.辆6抓排水供电醉为了确保洞内幸排水正常进行释，不因电路问勉题导致抽排工必作的间断，较在每处泵站设遇置配电箱，掌眉子面水泵利用阵掌子面开挖台炼车的配电箱接慨电。隐75K闭W丽水泵设专门配健电柜鹊，由值班人员辉控制宾电源启动。致3.引7水人员配置斑隧道洞内排水法为不间断施工房，值班人慰员造2帐4且小时轮班作业偏。排水施工共宁配置驰6叮人，其中队晴长雹1厦名，白班三剂人，夜班薄三注人久。劝队长长期值白触班外其余三人乘每半个月换班抓一次。毙值班人员主要镜负责水泵的安也放、启用、水元箱的清理、及闸水泵的检修等查工作薪。充4拔排水施工中注禁意的问题揉4赔.1炭某隧道币围岩主要为石照英砂岩和泥质都砂岩，泥质砂龟岩强度较低，其开挖后遇水浸书泡序及撞在车辆荷载的物反复锣作用下形成泥都浆，泥浆水经惕水泵抽至水箱故中后部分沉淀字在水箱中影响绒盛水体积。泥仓浆沉淀形成的怕泥巴吃3-4征天可以吹占满怎水箱。如果采搏用人工铁锹清影理或者机械倾优倒操作十分麻柏烦。冈施工中可在水奶箱底部上死20cm汗处焊逼接拜Φ妖150酷cm健钢管接头，并仿用法兰连接。弄在清理泥巴时抛打开法兰，一紧名工人在水箱柏内搅动使泥巴枝形成泥浆通过菌钢管接头将泥砖巴排出水箱外旁。校4江.2晚抽水作业人员风在每天上班途蒜经每个固定泵歼站时都要对抽视水设备和水箱氧内情况进行检减查，并定期对杀水泵的轴承和会叶轮进行蹄维护烧和保养肌。米由于隧道抽水纵不及时的一个踪主要原因是水城泵损坏，因此颠在及时更换备雅用水泵的同时芽，优抽水作业人员炕要有猪一定的水泵维良修经验应，已应对棍抽水猴现场发生的情琴况。赞4耻.3浮为防止杂物宝堵塞水泵叶轮妻，在水泵上套彩有钢丝网并用煤铁丝紧箍。应集水坑内的水近泵容易陷入泥配巴内从而导致念水泵烧坏，可峰在水泵下部安挥设口三角支腿使水稍泵不受泥浆叶侵入。助4届.4袄由于抽水工人沾是连续作业，舌当洞内烟尘较币大时工人需做高好防尘措施。规洞内较潮湿，世工人在进行水芽泵安放及检修炊过程中衣服易叹潮湿，在移动习泵站处放置大它功率电灯以备窝烘烤。曲5哲方案的折利弊天及改进挺此方案优点在占于能保持隧道秆的不间断抽水嫌，而且避免和致设置多级泵站管带来的管理和虏维修方面的不鹰便，但仍有一膛些弊端需要改燃进：登5.1凡随着隧道开挖紧的不断加深，胖如果发生突发遍性涌水时过，单纯依靠常掌子面浴2蒜台停7.5K问W克水泵不足以满绝足排水需求。策所以萝在断4携#闭加宽带放置一包台据5.5K撒W已的备用水泵。伴发生涌水时可窝以保证在掌子影面有规三释条管线排水。弃5.2蚕对于隧道如内脚75K筒W暗的大功率水泵翻，要做到鹊及时贷保养和维修，牲避免因水泵损斥坏而影响洞内谋抽水作业。6成本分析析固定灵成本泪投入：选水泵设备费：初3k距w胞单清价礼130否0历（元拘）密×呜数量扣3而（台载）奋+7.5k纷w旧单剂价德320谁0商（元昂）赤×荐数量么2知（台）味+巷5.5kw项单值价车240愤0蠢（元堡）惜×躁数培量氧1轿（台许）兆+75帐k助w挖单价昨280萍0粒0屈（元怨）污×怕数量桶2辈（台产）迎=连68究70备0纠元鬼Φ哀15简0m苏m五无缝钢管材料堵费：侄2920甘m×9.37幻8kg/m×渗480喊0被元瞎/t=充131442柳元男Φ坏80m泥m证无缝钢管材料状费：核88嗓m×9.37堆8kg/m×交550消0凭元洒/t=收4539芳元阁Φ把40m赵m骑软管信：忘35耗0辛元馅/川条骨×床6碗条嗽=21淹0须0航元番1.5mm肆厚钢板水箱枪材料费盾：周37刮㎡阿×散11.78k纺g畜/范㎡衡×480语0罩元族/t=怨2092封元理配电箱和：税9吹8鸦元抛/弓个励×刃5纳个间=49争0惜元物电线线路材料昨费：满100m×3搞5祸元咏/m=350珍0蜻元况合计：波21286总3申元俊每月成本投入娇：高工人工资：乞带碌班携310恋0卵元音×脸1业人宵+得工饭人该280扯0翠元希×广5捧人细=芽1葡71刺0资0闯元湿电费：盗洞内水泵每月砍运行总功率为屯5600愚0kw×0.烤9课2荣元依/kw=挎51520烦元璃其他费用（维露修费）：漏每月格按眨1000耳0莲元计算室合计：诞78620众元蛇7谋息应急措施帮及环保措施觉由于本管段穿踩越多个断层，问可能出现突水世涌水现象，因候此应做好洞内欧应急措施。在芽隧道内作业区忆放置救生衣、厦救生圈。在涌臣水事件发生时啄，及时上报指留挥部应急预案表领导小组，启烛动突发事件的蜻应急预案，做大到以人为本，腥兼顾财物，力喉争把损失降低下到最低限度。