[富水隧道长距离反坡排水设施配置] 隧道反坡排水
时间：2019-04-10 03:23:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：在隧道施工过程中，富水隧道的排水，特别是长距离反坡排水是必须解决的难题，为了及时将隧道内汇集的水源排出，及避免施工过程中突水带来的安全隐患，如何制定排水方案，合理选择排水设备就成为关键。本文结合新建贵阳至广州高速铁路天平山隧道2#斜井的长距离反坡排水方案、设施配置进行阐述，解决了反坡排水难题，同时为同类隧道施工排水提供了参考依据。
关键词：富水隧道 ， 长距离 ， 反坡排水，排水方案，设施配置
Abstract: in the tunnel construction process, rich water drainage tunnel, especially the long slope drainage is the problem must be solved, in time will be in the water discharge tunnel collection, and avoid the construction process of the safety hidden danger of water, how to develop the drainage scheme and rational selection of drainage equipment will be key. This paper to guangzhou new guiyang high-speed railway day PingShan tunnel 2 # hydrodynamic the drainage scheme, long slope facilities allocation is expounded, solve the problem the slope drainage, at the same time for the similar tunnel construction drainage provides reference basis.
Keywords: rich water tunnel, long distance, the slope drainage, water drainage scheme, facilities configuration
中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
新建贵阳至广州客运专线天平山隧道设计为双线单洞隧道，全长14012米，最大埋深775m，共设5个斜井，为贵广铁路重点控制性工程，被列为Ⅰ级风险隧道。其中2#斜井承担正洞施工起讫里程为DK371+410～DK374+210，长2800米，沿线路方向为20‰的顺坡；2#斜井长2010米，综合纵坡12%，为单向反坡斜井。
天平山隧道日常涌水量为58300m³/d，最大涌水量为93300 m³/d，主要大的涌水地段集中在2#斜井施工段，段内地下水含量较丰富，地表水补给充足，在隧道开挖过程中地表河水及沟水、地下水可能会沿断层带及节理密集带涌进隧道内，形成较大的涌水现象。
二、隧道抽排水总体方案
（一）总体安排
反坡地段采用机械排水，设置多级泵站接力排水；顺坡地段采用机械抽排和自然汇集相结合方式。
施工工作面积水采用移动式潜水泵抽至就近泵站或集水坑内，后将水经管路抽排至前一级泵站内，如此接力抽排至洞外沉淀池内处理后排放。根据现场实际情况确定泵站水仓容量按15min设计涌水量设计，并考虑施工和清淤方便综合确定；临时集水坑根据汇水段水量大小而定，设专业排水队伍进行管理和操作。
（二）反坡地段
正洞反坡地段根据出水量，设置两处泵站；斜井按650米设置一处大型泵站。采取接力方式将污水抽排至斜井泵站后，再排出洞外。
（三）顺坡地段
正洞顺坡地段采用机械抽排和自然汇集相结合的方式，该方式为：将掌子面与仰拱之间的散水汇集至集水坑，由移动式污水泵将集水坑内的污水抽排至已施作仰拱侧沟内，污水顺侧沟直接排至斜井3#泵站，最后抽排出洞外。
表1 洞内排水方式
图2 洞内排水系统平面示意图
三、设备选型配套
（一）选型原则
1.根据施工经验可以确定，隧道排水主要是渗水和施工用水，水质除地下水外，主要还有岩石石屑和泥浆等，同时还有喷射混凝土的回弹物，所以，除需要考虑到排除的水量外，还应考虑到排水的成分组成。
2.洞内水量是逐段递增，则在各级泵站水泵的选型上，应按排水能力递增原则自下而上递增选配。
3.各级泵站排水能力应充分配备，并有一定的储备。
（二）抽水设备型号的确定
1.在施工排水过程中，由于洞内往往均为污水，因此确定首先应选用污水污物潜水泵。
2.洞内由于各相邻泵站的汇水量相差不大，扬程相近，同时为了在施工中便于操作替换，故选用同型号的水泵。
3.工作面移动水泵，选用移动轻便的水泵，实际操作时，根据水量大小在数量上予以调整。
四、水泵配置及管径计算
（一）按日常涌水量58300m³/d的30%抽水任务作为管段内的排水任务，用以计算水泵功率（斜井内涌水量包含在内）。
P=[(ρ*g*Q*H)/3600]/1000/η/60%
式中：ρ=1000kg/ m³
g=9.8m/s ²
Q=（58300/24）×30%≈729m³/h
H：扬程
η：效率，按照50%考虑
管道损失考虑为60%
1.斜井泵站配置计算
H：扬程按100m计算
P=[(1000*9.8*729*100)/3600]/1000/0.5/0.6=661.5kw
水泵选择：GMZ150-100-300
此泵参数为：Q=300m³/h，H=100m，N=250kw
假设配置功率为：250kw抽水机：661.5/250≈3台
以流量大小核实：300m³/h *3=900m³/h＞实际涌水量729m³/h
故，实际需要配置：斜井泵站离心式水泵5台：其中包括使用3台，备用1台，检修1台。
2.正洞泵站配置计算
涌水量各按50%计算，即729m³/h*50%≈365m³/h。
（1）贵阳端（顺坡排水）：1处
水泵选择：GMZ100-24-200，2台
此泵参数为：Q=200m³/h，H=24m，N=30kw
则每小时总排水量为：200m³/h*2=400m³/h＞实际涌水量365m³/h
（2）广州端（反坡排水）：3处
水泵选择：GMZ100-24-200，2台
此泵参数为：Q=200m³/h，H=24m，N=30kw
则每小时总排水量为：200m³/h*2=400m³/h＞实际涌水量365m³/h
（二）管径计算
D=（Q/3600/π）½*2（单位：cm）
试中：Q：流量（单位：m³/h）
D：管径（单位：cm）
1.斜井管径计算
D=（Q/3600/π）½*2=（729/3600/3.14）½*2≈508cm
管径选择φ300的钢管3根，其中1根作为备用，作为洞内突发涌水事故时的应急设施。
