隧道工程反坡排水方案

隧道工程反坡排水方案

5.5.1设计思路

（1）F2断层反坡排水，采用机械接力排水，设置1级固定泵站为接力站，使用由掌子面水泵通过水管泵送至1级固定泵站，再有1级固定泵站通过水管泵送至洞外的接力方式排水；考虑2倍排水安全系数，若泵送扬程受限、排水效果差，再加设临时泵站及水泵和1级固定泵站形成二级接力排水。

（2）工作水泵按每组使用1台、备用1台配备，每台水泵设置单独配电箱，根据隧道涌水量适当开关工作水泵。

（3）排水设专业排水班组进行管理和操作。

（4）排水设置“双系统、双回路供电”，固定泵站安装专用变压器及备用发电机。

5.5.2斜井施工期排水方案

图纸设计F2断层最大涌水量为5597.98m ³/d ，保证安全前提，考虑2倍系数，涌水量按11197m ³/d （467m ³/h ）计算，考虑水头损失需要总扬程144.95m ，斜井每100m 长度需要扬程为16.6m 。

1、理论计算排水管

（1）根据1#斜井的涌水状况和出现隧道突发涌水的情况，斜井最大排水量11196 m ³/d ，反坡最大涌水0.13m ³/s 。采用钢管作为所有泵站的排水管，正常排水时，取流速为1.5m/s 。应急排水时，流速一般取2.0-3.0 m/s ，计算中取2.5m/s 。抽水钢管直径d 的选取应满足考虑一定的富裕系数的隧道昼夜涌水量，同时结合技术和经济等方面。

p

V Q d π/4=

式中：Q ——管流量m ³/s

Vp ——管道允许流速m/s ，取1.5m/s 。

采用上式，在正常排水时，正常流速取1.5m/s 时，d1=332mm ；考虑应急排水时，考虑最大流量，取2.5m/s 时，d2=257.3mm 。根据验算可以选取布置内径D 为200mm 钢管2根，其中1根备用,1根常用。

（mm）排水排数（排）

1 100 4 管径太小，排数太多，不利于水泵配置舍弃

2 150

3 排数多，不经济舍弃

3 200 2 经济，利用率高考虑

4 250 2 不经济舍弃

5 300 2 管径太大不利于施工舍弃

（2）计算扬程

配备水泵则需考虑抽水高差和水头损失，实际需要扬程H=H1+H2，式中：H1为斜井排水高程，H2为水流摩擦产生的水头损失。

H1=875米*12.75%=111.56米

水头损失H2采用下面公式计算：

式中：λ——水管摩阻系数；（考虑污水取经验参数为0.024）

L——水管长度；（取875m）

dj——水管内径；（取200mm）

v——管内流速，应急抽水时取2.5m/s。

经计算水头损失为：H2=33.39m

因而，配备水泵需要扬程为

H=H1+H2=111.56+33.39=144.95m

斜井每100米长度需要扬程为17.7米

2、固定泵站设置

根据F2断层涌水量分析，将1#固定泵站设置在K0+500处（固定泵站方量为75 m³），固定泵站设置5台100ZXSDB 90KW的隧道专用耐磨合金属泵，该水泵流量100m³/h、扬程150m、吸程6m，将洞内涌水通过2根φ200的管抽排至洞外。

3、掌子面水泵设置

随着掌子面的掘进，将涌水抽排至固定泵站，掌子面配置2台

100ZXSDB75KW隧道专用耐磨合金泵和2台100ZXSDB45KW隧道专用耐磨合金泵，该水泵流量150m³/h、扬程80（50）m、吸程7m，通过φ80mm的消防软管抽排至1#固定泵站。

4、临时泵站设置

掌子面掘进至K0+700处设置1#临时泵站（临时泵站方量为9m³），临时泵站设置2台100ZXSDB75KW隧道专用耐磨合金泵和2台100ZXSDB45KW隧道专用耐磨合金泵，其中45KW耐磨合金泵流量108m³/h、扬程50m、吸程7m，75 KW耐磨合金泵流量150m³/h、扬程80m、吸程6m，通过2根φ200的管抽排至1#固定泵站。

5、排水管设置

设置内径D=200mm钢管2根，自固定泵站接至洞外污水处理厂，经净化后自然排放。

5.5.3泵站排水循环方式

1、第一阶段反坡排水

掌子面掘进至K0+500处，设置1#固定泵站，配备5台90KW耐磨合金属泵，1#固定泵站存储量75m³，尺寸为长10m，宽2.5m，高3m，将水抽排至洞外经三级沉淀池、污水处理系统后排放至自然水系。

2、第二阶段反坡排水

掌子面掘进XJIK0+500-K0+700段时，配备2台45KW+2台75KW耐磨合金属泵，水泵跟随掌子面掘进前移。

3、第三阶段反坡排水

掌子面掘进至K0+700处，设置1#临时泵站，配备2台45KW+2台75KW 耐磨合金属泵，1#临时泵站存储量9m³，尺寸为长3m，宽2m，高1.5m，将水抽排至1#固定泵站。

第四阶段：掌子面掘进XJIK0+700-K0+875段时，配备2台45KW+2台75KW 耐磨合金属泵，水泵跟随掌子面掘进前移。

图5.5.3水泵配置情况及排水示意图

5.5.4组织管理保证

（1）在排水施工上不仅需要一套完善、合理的排水系统，还需在管理上预以加强，才能达到预期的效果，因此成立专业排水班组，制定工作计划和措施、制度等。

（2）班组人员配置：共计26人，设置班长2人（昼夜各1人），电工4人（昼夜各2人），设备检修工6人（昼夜各3人），泵站管理员6人（昼夜各3人），工作面操作员8人（昼夜各4人）。

（3）建立严格的值班制度。每个隧道作业面的隧道排水日常工作建立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。

交班人：接班人：