淺析小斷面大坡度隧道反坡排水施工

1、<p>　　淺析小斷面大坡度隧道反坡排水施工</p><p>　　摘要：本文主要以中鐵一局集團(tuán)有限公司所承建中緬油氣管道隧道工程――大地尖山隧道為例，從隧道水量分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等方面介紹大坡度反坡施工排水，經(jīng)過(guò)實(shí)踐為同類(lèi)隧道的順利施工提供了科學(xué)依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：反坡排水 涌水量 大坡度 水倉(cāng) 水泵 </p><p><b>

2、　　1 工程概況 </b></p><p>　　中緬油氣管道大地尖山隧道位于云南省保山市隆陽(yáng)區(qū)磨東村東南，隧道水平長(zhǎng)度2297.42m，縱向坡度采用“一”字坡，坡度為12.8359%，洞身凈斷面尺寸為4.0m×4.5m（寬×高），隧道最大埋深約為430m，出口施工屬于大坡度反坡施工。 </p><p><b>　　2 施工難點(diǎn) </b>

3、</p><p>　　大地尖山隧道位于巖溶水的水平活動(dòng)帶或深層循環(huán)帶中，巖溶水極豐富，對(duì)隧道施工產(chǎn)生的危害很大。出口承擔(dān)施工任務(wù)1158米，施工最大落差148.657米，施工中出水量較大。 </p><p><b>　　3 隧道水量分析 </b></p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)涌水量 地下水為基巖裂隙水和巖溶水，巖層富水或滲透性中等，多呈小股

4、狀～大股狀出水，存在極為豐富的巖溶水，隧道施工排水排水需按施工實(shí)際出水量進(jìn)行安排。 </p><p>　　3.2 實(shí)際涌水量 旱季時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為：地下水大多在開(kāi)挖后的掌子面以股水出現(xiàn)，水量在數(shù)小時(shí)至數(shù)天后明顯減少呈滴水、滲水狀，已完初支段只有個(gè)別地段有少量滲水。隧道出水量少則每小時(shí)數(shù)立方米，多則近40m3/h。掌子面尚未開(kāi)挖到砂巖富水帶和巖溶地段，故需根據(jù)施工中打超前鉆孔和開(kāi)挖掌子面出水情況確定實(shí)際出水量。 &

5、lt;/p><p>　　4 反坡排水總體方案 </p><p>　　本隧道最大埋深400多米，施工中出水量明顯較大，對(duì)本隧道的排水系統(tǒng)的排水能力留有較大的富余量。排水主管道的管徑采用100mm，洞內(nèi)視具體情況設(shè)水倉(cāng)，排水采用多級(jí)泵站排水（按泵站分段接力排水）。 </p><p>　　綜合考慮，建議采用二級(jí)泵站排水，即約在K1+800、K1+300前后各設(shè)一泵站，泵站水倉(cāng)

6、的容量不小于20m3。掌子面的出水用潛水泵和移動(dòng)水泵抽排到臨近的水倉(cāng)后排出洞外。（如圖1） </p><p><b>　　5 排水設(shè)備選擇 </b></p><p>　　5.1 擬定水泵規(guī)格 掌子面處抽水使用兩臺(tái)7.5KW，揚(yáng)程30米，排量15m3/h水泵兩臺(tái)，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用，水泵以鋼筋籠保護(hù)，移動(dòng)水箱處設(shè)一臺(tái)7.5KW，揚(yáng)程30米，排量15m3/h水泵。 <

7、;/p><p>　　5.2 蓄水池設(shè)置 </p><p>　　5.2.1 掌子面蓄水池。在洞內(nèi)加寬段處設(shè)置蓄水池，該蓄水池的主要作用是接納沖掌子面處的排水，計(jì)劃蓄水池貯水方量12m3，水池內(nèi)安裝功率15KW、揚(yáng)程60米、排量30m3/h的水泵兩臺(tái)，水池內(nèi)安裝自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置兩個(gè)，上下布置，間距1米，分別控制兩臺(tái)水泵水量較少時(shí)，安裝在下側(cè)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)工作，一臺(tái)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)向泵站抽水，當(dāng)水量較大時(shí)，兩個(gè)自動(dòng)

8、開(kāi)關(guān)同時(shí)工作，兩臺(tái)水泵均運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)向泵站抽水。 </p><p>　　5.2.2 泵站蓄水池。兩處泵站內(nèi)分別設(shè)蓄水池一座，計(jì)劃容量20m3，每處泵站安裝功率37KW、揚(yáng)程150米、流量45m3/h臥式水泵兩臺(tái)，安裝自動(dòng)開(kāi)工裝置兩套，分別控制一臺(tái)水泵，K1+800處泵站水通過(guò)管道排入K1+300處泵站水倉(cāng)，K1+300處水倉(cāng)內(nèi)水通過(guò)主管道直接排出洞外。 </p><p>　　5.3 擬用排水

9、設(shè)備表（見(jiàn)下表） </p><p>　　6 排水管路的布置 </p><p>　　6.1 排水溝 隧道兩側(cè)均設(shè)排水溝，斷面為20cm×20cm。左側(cè)水溝將側(cè)壁的滲漏水收集流入溝內(nèi)，順坡流向掌子面或水倉(cāng)；隧道右側(cè)有錯(cuò)車(chē)道，側(cè)溝依側(cè)壁平面曲線而設(shè)，所收集的滲漏水分段流入設(shè)在各錯(cuò)車(chē)道的水倉(cāng)內(nèi)。（如圖2） </p><p>　　6.2 水倉(cāng) 在每個(gè)錯(cuò)車(chē)道設(shè)一容積約

10、12m3的水倉(cāng)，收集兩側(cè)水溝的匯水和掌子面處移動(dòng)水泵的排入水，錯(cuò)車(chē)道設(shè)置間距為80～120m，若因錯(cuò)車(chē)道間距過(guò)大無(wú)法達(dá)到排水要求，可視具體情況在其間增設(shè)1～2個(gè)小水倉(cāng)（容積5m3左右）。視圍巖裂隙發(fā)育及破碎情況，確定水倉(cāng)四壁是否澆筑混凝土。水倉(cāng)上覆14#工鋼和5cm厚的木板或使用16#螺紋鋼加工的間距10cm的鋼筋網(wǎng)片。水倉(cāng)內(nèi)安裝潛水泵或臥式抽水機(jī)（錯(cuò)車(chē)道內(nèi)），通過(guò)排水支管和主管排水，水泵由水浮子控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽排水。 </p&g

11、t;<p>　　6.3 排水管路 主排水管采用直徑為100mm的鋼管，吊掛安裝在隧道左側(cè)邊墻上，比溝底高50cm，該水管在泵站處斷開(kāi)，下端封死，防止瞬間水壓過(guò)大爆裂水管。在設(shè)水倉(cāng)的隧道橫斷面處，主水管安裝φ80的三通管，接水倉(cāng)水泵排水管。若采用多級(jí)排水方式，需設(shè)兩道三通管，兩三通間設(shè)φ100的閘閥。三通管處設(shè)φ80閘閥，按需要開(kāi)啟、關(guān)閉。橫穿隧道斷面的φ80的排水管，埋入隧道底板內(nèi)，若仰拱已施做，置于底板面上的排水管要用槽

12、鋼扣住加以保護(hù)，其上填埋洞碴，防止車(chē)輛壓壞排水管。（如圖3） </p><p>　　6.4 掌子面排水 </p><p>　　6.4.1 集水坑施工。在每茬炮出碴清底后，用挖掘機(jī)或人工在齊頭底板上挖一集水坑，坑的大小視出水量而定?？觾?nèi)放小型潛水泵，用φ50的軟管排到距掌子面約30m的移動(dòng)水箱內(nèi)。（如圖4） </p><p>　　6.4.2 注意事項(xiàng)。為防止掌子面的潛

13、水泵電機(jī)“燒壞”，要特別注意：掌子面的集水坑要設(shè)在最低處，盡量挖深（必要時(shí)打眼放炮），坑口高程低于掌子面處的底板面。潛水泵放置在“量身定做”的全封閉的鋼筋籠中（鋼筋間隙不大于10mm），將鋼筋籠放入集水坑，亦可用小塊洞碴掩埋；電纜線要用鋼管或槽鋼保護(hù)，并用洞碴掩埋。根據(jù)掌子面底板顯現(xiàn)的水位啟動(dòng)、關(guān)閉潛水泵，保證潛水泵在坑中始終被水淹沒(méi)。這樣可保證潛水泵在后續(xù)作業(yè)中繼續(xù)抽水，而且潛水泵不易“被燒”。 </p><p&g

14、t;　　6.5 移動(dòng)式水箱 移動(dòng)水箱的容積不宜大于1m3，收集掌子面潛水泵的排水，水箱上安放水泵，再用φ80的排水軟管將水排到水倉(cāng)中。掌子面可采用小揚(yáng)程的潛水泵，體積小、重量輕，移動(dòng)方便，并可用揚(yáng)程來(lái)?yè)Q取流量；若掌子面出水量小，可將少量的水匯集在水箱，待到一定數(shù)量后再抽排，避免頻繁啟動(dòng)水泵。（如圖5） </p><p><b>　　7 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>

15、;　　小斷面大坡度隧道，采用機(jī)械排水、固定泵站和移動(dòng)式泵站相結(jié)合的排水方案，施工過(guò)程中需根據(jù)隧道內(nèi)實(shí)際水量的大小和施工坡度來(lái)確定排水設(shè)備的規(guī)格、排水管的直徑以及排水管路的布置參數(shù)。在大地尖山隧道施工中的一些關(guān)鍵項(xiàng)目可為同類(lèi)工程提供相關(guān)參考。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]Ⅰ級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)特長(zhǎng)隧道反坡排水方法探析[J].橋梁與隧