隧道排水专项方案

一、工程概况

1.1工程简介

14#施工支洞为斜井支洞，施工支洞全长575.911m，明挖段长11.278m，洞挖段长564.633m，与水平面的夹角为23.5°，支洞口到支洞平段垂直

高差为213.499m。拟定承担主洞上游洞挖900m。主洞下游洞挖920m。

施工支洞断面为城门洞型，尺寸为6.0m*5.0m（宽*高）。

1.2地理位置

14#支洞位于昆明市盘龙区歌乐子村附近的茶厂后面。

二、施工交通和施工供电

2.1施工交通

本工程位于云南省昆明市盘龙区，材料设备可直接从昆明采购，运输到施工现场。

2.2施工供电

2011年2月18日已接通业主提供的网电，考虑到可能突发停电的发生，14#施工支洞备用2台500kw、1台1000kw的柴油发电机和1台800KVA 的升压变压器。

三、抽排水方案

14#施工支洞已开挖至GLZ14#0+220的位置，日常排水量已超过400m3/h，放炮完毕后的短时排水量更是高达600 m3/h，原规划方案已经不能满足14#施工支洞的施工要求。根据设计资料“14#施工支洞最终预测涌水量值为720 m3/h”,结合现阶段的排水情况，并考虑到14#施工支洞任务重、工期紧的特点，14#施工支洞的排水量按720 m3/h配置水泵和管路，根据规范要求考虑30%的富余量，即抽排水能力应达到936 m3/h。根据支洞斜井

长、坡度陡、高差大的特点，采用分级抽排方案，且在支洞GLZ14#0+470处设变压器，采取高压进洞方案以满足抽排水负荷较大的需要。

3.1支洞排水

3.1.1、施工支洞抽排水方案

施工支洞随着洞挖向前掘进，抽排水的高差和水量逐渐加大，而施工期间又不便采用高压进洞，因此无法选用大流量、高扬程、大功率的水泵，只能采用在能够保证正常启动条件下的较大功率的水泵进行分级抽排。根据支洞斜井长、高差大的特点和洞内出水点基本跟进掌子面的实际情况，拟采用三级抽排，14#施工支洞已开挖至

由于掌子面的水泵需要频繁移动和安装，为方便施工，宜采用大流量，重量轻的水泵，当掌子面的潜水泵无法将水直接抽至积水坑时，需要临时增设积水坑，临时积水坑每50米设置一处，通过安装在临时积水坑的水泵将水抽至大型积水坑，对于长期渗水较大的渗水点，同样设置临时积水坑，将水抽至永久积水坑内。

3.1.2水泵管线的选择

3.1.3水泵选型

1.施工抽排水水主要为洞内渗水，除地下渗水外，水中还含有岩屑，淤泥，回弹物，所以还考虑抽水的成分组成。

2.洞内水量是骤减递增的，在各级泵站的选型上，应安装排水能力自上而下骤渐递增。

3）水泵特性要求：强耐磨、耐腐蚀，工作稳定，易于维护。

4）水泵房选用流量大、扬程高的离心泵；

5）掌子面和临时集水井选用较为轻便的潜水泵，根据水量大小在数量上予

以增减；

6）水泵扬程要考虑抽水高度、管路的沿程损失和局部损失；

7）水泵流量要考虑总的排水量和其排水管路管径的大小。

2、水泵扬程计算

1）水位高差h1=Z1-Z2

Z1—水泵出水口高程

Z2—水泵集水井高程

2）沿程损失：

h f=

q—涌水量，单位为m3/s；

C W—海曾威廉粗糙系数，钢管为120；

D—管线直径，单位为m；

I—管线长度，单位为m；m、n指数公式参数m=4.87，n=1.852；

3）局部损失：

h m=

ζ—局部阻力系数，截止阀取5.5，全开蝶阀取0.24,90°弯管取0.9,45°弯管取0.4；

v—平均水流速度。

g—重力加速度，取9.801。

4）单级抽水水泵最小扬程

H=1.1（h+h+h）

3、水泵选型

支洞施工期间，采用洞外变压器供电，供电线路的电压降随着洞挖的向前

掘进二不断加大，因此水泵的单机功率不宜太大，否则水泵无法启动。根据经验并结合现场实际情况，14#施工支洞的水泵配置如下：

3.1.4、水泵房及集水井布置

由于目前GLZ14#0+170处水泵房不能满足排水要求，按照经济、适用的原则，根据支洞剩余长度、坡度的情况，并结合水泵的情况，经过综合考虑，分别在GLZ14#0+220、GLZ14#0+380、GLZ14#0+480三处设置水泵房，前两个水泵房分为上下两层，上面布置水泵，底部设沉淀池和抽水池；在GLZ14#0+480处的水泵房只设置水泵，其集水池和沉淀池设在支洞平洞段GLZ14#0+500处的集水仓内，以避免水泵房因突发情况被淹，。水泵房和集水井位置详见14#施工支洞水泵配置表。

水泵房内采用离心泵排水，而离心泵对水质要求较高，因此水泵房内需设置沉淀池和抽水池；离心泵体积和单件重量均较大，其安装和维修时需要的空间较大，因此水泵房的大小为：12m（长）*6m（宽）*2.0m（深），水泵房总高度为5.5m。

集水井内采用潜水泵排水，潜水泵对水质要求不高，其体积也不大，因此集水井的大小为：3m（长）*3m（宽）*1.5m(深)，集水井总高度为3.5m。

水泵房和集水井原则上均布置在施工支洞的右侧，开挖渣料采用挖机和人工结合的方式运至矿斗，由于水泵房和集水井断面较大，为确保整个施工阶段的安全，采用加强支护措施进行支护。

3.1.5、供电系统布置

支洞施工期间，采用洞外变压器供电，并配置柴油发电机作为备用电源。经过比较，在GLZ14#0+480处的水泵房未形成钱，此时支洞排水负荷最大，排水路径为：掌子面→集水井（GLZ14#0+440）→水泵房（GLZ14#0+380）→水泵房（GLZ14#0+220）→洞口沉淀池，排水用点负荷为14*13+13*18.5+3*7.5+5*55+5*90+3*（75+110）=1585kw。根据排水用电负荷，采用洞口3台630KVA的变压器供电，在支洞右侧共布置5趟300mm2BLV聚氯乙烯绝缘铝芯电线和1趟240mm2BLV聚氯乙烯绝缘铝芯电线为动力线路，并配置2台500kw、一台1000kw的柴油发电机作为备用电源。

3.1.6、其他临时设施

1）支洞施工过程中，每循环均在掌子面以外开挖一个小型临时集水坑，降低掌子面水位，使用完后用石渣回填。临时集水坑大小视掌子面渗水量确定，按2.0*2.0*1.0m设置，一般不小于4m2.爆破前人工将水泵移开掌子面，爆破完毕后再移回掌子面进行抽水，掌子面每一爆破循环须投入大量人力进行潜水泵搬运及排水管路整理，以保证排水顺畅。出渣过程中，由于在水中挖渣降效明显，必须在出渣同时采用水泵进行掌子面抽水。

2.水泵房和积水坑设置在隧洞右侧，如果隧洞左则的渗水量较大时，在渗水点处临时设置一处积水坑，单侧或双侧设置排水后，并通过地板的横向排水沟流入右侧的水泵房或积水坑，排水沟采用人工开挖，并浇筑C20混凝土，排水沟尺寸30*30cm

3.积水坑、水泵房、变压器房和蓄水仓均加强支护，采用42钢管进性超前小导管支护，其他参数略。蓄水仓底板采用C20混凝土浇筑20cm厚。

4.排水管均采用单长度为6米的钢管连接，每根管道焊接两个相同规格型号的法