浅谈特长隧道单向纵坡反坡排水方案

浅谈特长隧道单向纵坡反坡排水方案

郑晓龙

身份证号；21138219950318481X

摘要：本文对乐红隧道进口端3km单向纵坡的反坡排水施工工艺方法进行总结研究，对反坡排水所需的水泵类型及其水箱、集水井的位置进行详细的记录总结，为隧道反坡排水施工提供经验。

关键词：特长隧道；单向纵坡；反坡排水

0 引言

隧道贯穿于在山体间，使山的两边畅通无阻，但遇到山体间水系较发育的情况，可能会给施工带来诸多不便，尤其是我们一直处在单向纵坡向下掘进，这时我们就要考虑反坡排水的问题。本文就以特长公路隧道乐红隧道为例，针对超3 km的单向-1.7%的长大纵坡排水方案，记录隧道进口端施工期反坡排水方法，为类似项目提供参考。

1 工程概况

乐红隧道为双向四车道高速公路隧道，位于云南省昭通市鲁甸县乐红镇。隧道左洞总长度为9753m,右洞总长度为9752m,本文主要介绍隧道进口端反坡排水情况，隧道进口端左右洞3km的纵坡均为-1.7%的单向纵坡。因隧址区水系较发育，施工时掌子面涌水量较大，为保证隧道正常有序的施工，提前做好反坡排水准备，开工前做好单向纵坡的反坡排水方案，提前定制集水箱容量为27m³的集水箱（6*3*1.5），该装置在洞内以700m为间隔依次设置；在进洞右侧的边墙上安装2条排水管分段接力排出洞外。

2 隧道水文地质情况

由设计资料显示乐红隧道掘进过程中在掘进至乐红次级小向斜底部炭质页岩相对隔水层（左幅ZK57+330-ZK58+623；右幅K57+506-K58+661段）时，涌水量较大。因此在掘进过程中，应该做好防突水的应急预案，由于突水具有偶然性、突然性的特点，其突水水量应按该地层总水量考虑，平水期按12712m3/d考虑，丰水期按照12712m3/d×3=38136m3/d考虑。

3 总体方案及设备选型

3.1总体方案

隧道掌子面涌水采用先在掌子面开挖台车下面挖一个临时集水坑放入移动式污水泵把泥水抽排至就近泵站集水井内，根据出水量，水箱之间距离、坡度、水量和设备情况布置管路、泵站，分段接力排出洞外。每处工作水泵要准备两台以上以作备用水泵。洞内反坡排水应采用机械抽水，长距离集水井（集水井）排水：因隧道较长，可在加宽带位置设置泵站。掌子面渗水先汇集到临时集水坑用移动式泥浆泵抽到最近集水井内，再经水泵抽到水箱内，水箱内的水经沉淀通过水泵抽水机通过管道排到洞外三级沉淀池内。

3.2 反坡排水设备配置

根据工期计划倒排，乐红隧道进口暂定施工任务为：右洞YK56+020-YK59+005(2985m)，左洞ZK56+035-ZK59+085(3050m)。右洞高差：50.745m；左洞高差：51.85m。根据图纸预算最大涌水量38136m3/d÷2=19068 m3/d。

3.2.1泵站级数的确定

采用如下公式计算：

泵站级数：m=H/（h×r）

H-隧道排水高差，H1=50.745m，H2=50.745m

h-水泵扬程，h=22m

r-压力折减系数，取0.5。

M1=4.6，M2=4.7,在施工中右洞设4级固定泵站，左洞设4级固定泵站，掌子面和仰拱各设置1级移动泵站。

3.2.2抽水泵数量的确定

抽水机数量：n=V/（v×24×a）

V-洞内涌水量，取V=19068 m3/d；

v-抽水机排水量，v=245 m3/h

a-流量折减系数，取a=0.9

n=3.6，取每级泵站需设4台抽水机

3.2.3设备配置

1）设备配置原则

（1）隧道排水应考虑掌子面涌水所携带的泥浆等，集水井与水箱要定时清理沉淀污泥。

（2）水泵应充分配备，以应对突发情况的发生。

2）抽水设备的确定

根据隧道涌水量大小，掌子面与下导的临时集水坑以及已施作的积水坑与集水箱的大小汇水量的不同，尤其考虑掌子面涌水携带泥浆较大情况，增加不同型号的泥浆泵和潜水泵。抽水设备配备见下表。

抽水设备配备表

（150-400A型管道泵参数、性能：功率37kw，流量245m3/h，扬程22m；QW250-600-12-37型水泵参数：口径250mm，功率37kw，流量600m3/h，扬程12m；QW100-100-30-15型水泵参数：口径100mm，功率15kw，流量100m3/h，扬程30m；QW150-145-9-7型水泵参数：口径150mm，功率7kw，流量145m3/h，扬程9m；QW250-600-15-45型水泵参数：口径250mm，功率45kw，流量600m3/h，扬程15m；QW50-18-30-3型水泵参数：口径50mm，功率3kw，流量18m3/h，扬程30m；管道双软启动柜参数、性能：功率45kw，一控二。

3.2.4排水系统

1）管路

采用双管路进行排水，一条管道正常运行，一条管道备用。

从掌子面到集水坑采用黑皮软管，从水箱泵站采用钢管接力到排洞外，钢管之间用法兰盘连接，各集水箱处断开。隧道掌子面开挖台车下方挖设临时集水坑，用一套φ250mm软管抽排。管路用量见下表。

管路材料用量表（双洞）

2）集水坑

隧道根据出水量在掌子面、仰拱处设置临时集水坑，有临时集水坑排水至泵站。

3）供电

为保证洞内排水时刻通畅不断，每个洞配备一个500KW的发电机在停电时进行供电。4）排水位置

排水位置：排至洞外三级沉淀池，经过沉淀后排放至指定地点。

3.3施工布置图

4 反坡隧道排水施工技术要点

为做好隧道反坡排水工作，应注意如下几点：

1、在洞口处做好排水设施，防止雨季地表水倒灌进洞。

2、隧道内有积水时加强用电安全管理，严格实施“一机一闸一漏”规定，由专业电工定时进行线路排查梳理。

3、对集水箱内的污泥及时清理，对抽水量大小定期巡查，防止水满倒流的费工费电现象。

4、在隧道洞口设置三级沉淀池，由专人负责污水处理，待水质达标后方可与河道顺排，沉淀池定期清理，做好防护。

5 结语

本文以乐红隧道为依托，总结了特长隧道单向反坡排水的配置设备种类与施工技术要，项目实际结果已达到预期排水效果，为类似项目提供参考。

参考文献：

[1] 韩超. 特长隧道涌水综合反坡排水施工技术[J]. 交通世界，2020-32-047

[2] 于复杰. 浅析涌水隧道反坡排水施工技术[J]. 工程建设与设计，2017（17）：149-151.

窗体顶端

窗体底端

作者简介：郑晓龙（1995—），男，助理工程师，从事施工管理工作。