第3章公路與鐵路隧道運(yùn)營(yíng)給排水

1、公路隧道運(yùn)營(yíng)給排水公路隧道運(yùn)營(yíng)給排水 第第1節(jié)節(jié) 給水給水 一、給水系統(tǒng)一、給水系統(tǒng) 二、水源二、水源 三、給水泵站三、給水泵站一、給水系統(tǒng)一、給水系統(tǒng) 公路隧道給水系統(tǒng)的任務(wù)是提供自備電源(柴油機(jī)發(fā)電站)所需的冷卻用水、隧道內(nèi)部的沖洗用水以及維護(hù)管理人員的生活用水。在隧道口附近設(shè)有洗消站時(shí),供給洗消用水。 1、電站冷卻用水 柴油機(jī)發(fā)電站內(nèi)所需冷卻水可用空調(diào)冷卻系統(tǒng)和柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)供給。根據(jù)電站內(nèi)機(jī)組情況,可考慮電站最大用水量和正常用水量。水溫一般可采用15。 2、隧道內(nèi)部沖洗用水 隧道通行車輛一段時(shí)間后,要根據(jù)墻面和路面被污染的程度進(jìn)行沖洗。沖洗的辦法： 一是采用沖洗車定時(shí)沖洗,若通過車輛密

2、度在每小時(shí)1000輛以下，可采用此法; 二是專門設(shè)置給水管網(wǎng)定時(shí)進(jìn)行沖洗，行車密度在每小時(shí)300輛以上時(shí),可采用此法。若隧道較長(zhǎng)時(shí)，可分段設(shè)置給水管網(wǎng)，分段進(jìn)行沖洗。 3、維護(hù)管理人員生活用水 2公里以上的特長(zhǎng)隧道，在隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)衛(wèi)生間，供行人和維護(hù)管理人員之用。隧道外的生活區(qū)應(yīng)設(shè)置供水管網(wǎng)，并應(yīng)設(shè)高位蓄水池,以調(diào)節(jié)用水。 在公路隧道內(nèi)，還應(yīng)設(shè)消防供水管網(wǎng)。短隧道的消防問題可用滅火器解決，對(duì)于長(zhǎng)大隧道,可專設(shè)消防給水管網(wǎng)。二、水源二、水源隧道水源一般為一個(gè)，長(zhǎng)大隧道應(yīng)有兩個(gè)水源，一個(gè)是主水源(可打水井或用管井)，另一個(gè)是輔助水源。主水源可在河灘地建井，供給電站冷卻用水及生活區(qū)用水。也可從收集裂隙

3、水,但要進(jìn)行水質(zhì)分析，以防施工污染。若柴油機(jī)發(fā)電站機(jī)組較大較多時(shí)，可另建水源，必要時(shí)電站本身可修建兩個(gè)水源，一個(gè)供水,一個(gè)備用。一般不宜直接采用河水和支溝水等明水作為電站水源,以防污染和遭受破壞。在缺水地區(qū)，地下打不出水井或水源較遠(yuǎn)，修建管線太長(zhǎng)、高差較大時(shí)，也可采用明水作水源。在此情況下,應(yīng)在隧道內(nèi)建水池,儲(chǔ)存一定數(shù)量的水,以備急需。明水水質(zhì)處理、凈化和軟化等措施要有保證。隧道內(nèi)修建較大水池時(shí)，若儲(chǔ)水量在2000m3以上，水池應(yīng)分“倉(cāng)”修建,以便于維護(hù)清理和一“倉(cāng)”破壞后，另一“倉(cāng)”還可繼續(xù)供水。三、給水泵站三、給水泵站 給水泵站可修建成半地下式或地下式給水泵站。若把水泵站修建在河灘地,應(yīng)防

4、止常年洪水的沖刷淹沒。泵站建筑結(jié)構(gòu)可采用混凝土箱式密封結(jié)構(gòu),用斜通道伸出河灘地。斜通道入口處的標(biāo)高,應(yīng)相當(dāng)于百年一遇的洪水位,并應(yīng)高出地坪0.5m,防止地面雨水倒灌。為了防止洪水沖刷和箱體漂浮,泵站四周應(yīng)采取防沖刷和回填漿砌塊石等措施。泵站形式如圖5-1-1所示。第二節(jié)第二節(jié) 排水排水 一、排水系統(tǒng)一、排水系統(tǒng) 二、排水泵的選擇二、排水泵的選擇 三、排水泵房三、排水泵房 四、排水干管直徑的選擇四、排水干管直徑的選擇一、排水系統(tǒng)一、排水系統(tǒng) 山嶺隧道一般具有單面坡或人字坡，排水比較容易。水下公路隧道會(huì)遇到排水問題,其縱剖面若設(shè)計(jì)成“W”形，一般在兩個(gè)低凹點(diǎn)分設(shè)排水泵房。 如某水下隧道，在南北兩通

5、風(fēng)斜井平坡段上各設(shè)置一個(gè)排水泵房和一個(gè)沉砂池, 南排水泵房匯集北河岸段、南通風(fēng)斜井和河底段北半部的來水，然后從南通風(fēng)斜井排出。北排水泵房匯集南河岸、北通風(fēng)斜井和河底段南半部的來水,然后從北通風(fēng)斜井排出。二、排水泵的選擇二、排水泵的選擇選擇排水泵，首先要對(duì)水下隧道的排水量進(jìn)行估算，然后對(duì)所估算的排水量及各排水泵的排水幾何高程進(jìn)行水力計(jì)算，確定排水總揚(yáng)程。從水下隧道中排出的水有以下三種: 1.襯砌滲漏水。這部分水是連續(xù)產(chǎn)生的,其數(shù)量由水下隧道所處地質(zhì)條件以及襯砌經(jīng)防水處理后的防滲能力等因素確定。在設(shè)計(jì)時(shí)只能給予估計(jì),盡可能做到人為控制排水和準(zhǔn)確計(jì)算。 2.沖洗污水。不論采用沖洗車沖洗或是用給水管網(wǎng)

6、沖洗隧道,這部分污水的產(chǎn)生時(shí)間和數(shù)量可以人為控制。3.洪水侵襲隧道時(shí)，從防洪水門縫隙漏入的水。這部分水的數(shù)量視洪水淹沒隧道口的高度和持續(xù)時(shí)間，以及防洪水門的密閉性能等因素而定。但只要防洪水門能及時(shí)關(guān)閉和不被破壞,滲入的洪水?dāng)?shù)量總是有限的。排水量就是指上述三種水的數(shù)量，并考慮到一定的富裕量。 如某水下隧道南北兩排水泵房的排水泵每臺(tái)排水量估計(jì)為每小時(shí)35m3，河底排水泵房的排水泵每臺(tái)排水量估計(jì)為每小時(shí)40m3。估計(jì)排水量后,再根據(jù)各排水泵的排水幾何高程,進(jìn)行不同口徑排水管的水力計(jì)算,然后再?gòu)闹写_定合理的排水總揚(yáng)程及相應(yīng)的排水管口徑。最后,由估計(jì)的排水量和確定的排水總揚(yáng)程選擇排水泵。因此,該隧道南北

7、兩排水泵房的排水泵選定為3DA-87型多級(jí)離心泵,河底排水泵房的排水泵選定為3BA-9型離心泵。所選的排水泵均為清水泵,這不僅因?yàn)榍逅帽容^適合高揚(yáng)程排水(若用污水泵排水,由于其揚(yáng)程較小,必須多次接力排水),而且因?yàn)榈刭|(zhì)水系砂巖裂隙水,經(jīng)常排除的又是經(jīng)過沉砂池沉淀的比較潔凈的滲漏水,所以選用清水泵較為合適。 該水下隧道經(jīng)過數(shù)十年運(yùn)營(yíng)考驗(yàn)該水下隧道經(jīng)過數(shù)十年運(yùn)營(yíng)考驗(yàn),排水暢通排水暢通,證明證明原設(shè)計(jì)是正確的。其中有兩條經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該吸取原設(shè)計(jì)是正確的。其中有兩條經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該吸取: （1)選擇水泵時(shí)，應(yīng)采用小流量高揚(yáng)程和大流量選擇水泵時(shí)，應(yīng)采用小流量高揚(yáng)程和大流量大揚(yáng)程的水泵相結(jié)合的方案，即采用大、小流量大

8、揚(yáng)程的水泵相結(jié)合的方案，即采用大、小流量相結(jié)合的水泵相結(jié)合的水泵; （2)河底段特別潮濕，水泵不經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)生銹，河底段特別潮濕，水泵不經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)生銹，因此，河底段水泵房多余的水泵及備用水泵均應(yīng)因此，河底段水泵房多余的水泵及備用水泵均應(yīng)拆除，存放在地面?zhèn)}庫中拆除，存放在地面?zhèn)}庫中,以便于維護(hù)管理。以便于維護(hù)管理。 水下隧道選用水泵時(shí)，可以采用移動(dòng)式排水泵和水下隧道選用水泵時(shí)，可以采用移動(dòng)式排水泵和固定式排水泵及大小流量的排水泵相結(jié)合的方案固定式排水泵及大小流量的排水泵相結(jié)合的方案,既經(jīng)濟(jì)既經(jīng)濟(jì),又便于維護(hù)。若采用固定式排水泵，則以又便于維護(hù)。若采用固定式排水泵，則以防潮產(chǎn)品為宜。防潮產(chǎn)品為宜。三

9、、排水泵房三、排水泵房 排水泵房的設(shè)計(jì)要根據(jù)排水泵臺(tái)數(shù)和大小尺寸盡排水泵房的設(shè)計(jì)要根據(jù)排水泵臺(tái)數(shù)和大小尺寸盡量設(shè)計(jì)得緊湊一些，因?yàn)榕潘梅恳话銟?gòu)筑在河量設(shè)計(jì)得緊湊一些，因?yàn)榕潘梅恳话銟?gòu)筑在河床下的巷道式房間內(nèi)，隨時(shí)需要床下的巷道式房間內(nèi)，隨時(shí)需要“防塌、防水防塌、防水”，如果排水泵房設(shè)計(jì)得過于寬敞如果排水泵房設(shè)計(jì)得過于寬敞,則則“防塌、防水防塌、防水”的要求難以滿足。的要求難以滿足。 水泵房?jī)?nèi)一般安裝三臺(tái)排水泵，一臺(tái)工作，兩臺(tái)水泵房?jī)?nèi)一般安裝三臺(tái)排水泵，一臺(tái)工作，兩臺(tái)備用。為保證排水起見，水下隧道設(shè)置備用泵是備用。為保證排水起見，水下隧道設(shè)置備用泵是完全必要的。必要時(shí)可采用由汽車牽引的應(yīng)急移

10、完全必要的。必要時(shí)可采用由汽車牽引的應(yīng)急移動(dòng)式排水泵排水，所以水泵房?jī)?nèi)應(yīng)預(yù)留位置。排動(dòng)式排水泵排水，所以水泵房?jī)?nèi)應(yīng)預(yù)留位置。排水泵房附近應(yīng)留停移動(dòng)水泵車的位置，也可和事水泵房附近應(yīng)留停移動(dòng)水泵車的位置，也可和事故停車道結(jié)合考慮，以利排水。故停車道結(jié)合考慮，以利排水。 水泵房一般采用兩層樓形式，上層為水泵工作間,下層為蓄水池。各排水泵房?jī)?nèi)均有電氣控制間。 排水泵房?jī)?nèi)還應(yīng)有一定的檢修設(shè)備的位置。河底水泵房因排水泵較小，為了盡量縮小跨度，一般不設(shè)檢修位置。 各排水泵房的水池容積可由排水泵房平面布置情況和地下工程水文地質(zhì)條件所確定的積水深度來確定。若水下公路隧道沖洗機(jī)會(huì)少，水池清泥周期較長(zhǎng)。河底排水泵房可利用預(yù)設(shè)的反沖洗管沖動(dòng)積泥，然后由排水泵一次排入排水泵房。兩岸排水泵房的積泥可用臨時(shí)反沖清管沖洗，然后用移動(dòng)泥漿泵汲出，或用人工清除積泥。若水下隧道分期修建或根據(jù)交通量的發(fā)展趨勢(shì)而逐步擴(kuò)建，則排水泵房要考慮相應(yīng)的擴(kuò)建措施,并應(yīng)預(yù)留改換大容量水泵的基礎(chǔ)和大口徑的穿墻管。兩