隧洞的排水盲溝和防水層位置順序 自動抽排水系統(tǒng)在隧洞中的應(yīng)用

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自動抽排水系統(tǒng)在隧洞中的應(yīng)用

自動抽排水系統(tǒng)在隧洞中的應(yīng)用1工程概況引漢濟渭工程秦嶺隧洞7號洞工程位于西安市周至縣陳河鄉(xiāng)境內(nèi)，主洞全長8.122483km。隧洞設(shè)計流量70m3/s，比降為1/2530，成洞斷面尺寸為6.76×6.76m（寬×高）；

7號斜井總長1877m，比降5.73%，成洞斷面尺寸為7×6m。主洞K67+163.517～K70+500段位于弱富水區(qū)（Ⅲ），預(yù)料本段正常涌水量1168m3/d，可能展現(xiàn)的最大涌水量2336m3/d；

主洞K70+500～K75+286段位于中等富水區(qū)（Ⅱ），QF2、f21、f22、f23、f25、f26斷層破碎帶及影響帶，巖體破碎，節(jié)理裂隙貫串性強，預(yù)料本段正常涌水量5255m3/d，可能展現(xiàn)的最大涌水量10510m3/d。K67+163.517～K75+286段預(yù)料總正常涌水量6423m3/d，可能展現(xiàn)的總最大涌水量12846m3/d，突發(fā)涌水為本工程重大風(fēng)險源。

2總體排水方案斜井及下游正洞排水均為反坡排水，因比降較小，上游難以順坡排水，全洞均采用機械排水，設(shè)置多級泵站接力方式排水。臨時集水坑每200m設(shè)置一處，臨時集水坑容水量為6～10m3；

排水泵站容水量為90m3，每1000m設(shè)置一處；

泵站在下游設(shè)置4處，上游設(shè)置3處，斜井中部設(shè)置1處，共計8處。

掌子面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時集水坑內(nèi)，泵站間已施工地段出水經(jīng)臨時集水坑自然匯積到泵站水池內(nèi)；

泵站集水由工作泵將水經(jīng)管路抽排至前一段泵站內(nèi)，如此接力抽排到洞外經(jīng)污水處理后排放。泵站水倉容量按最大涌水量10min舉行設(shè)計，并考慮施工和清淤便當(dāng)及具有應(yīng)急才能綜合確定；

臨時集水坑根據(jù)區(qū)域匯水段水量大小確定。

工作水泵按使用1臺、備用1臺配備，并定期輪換。

3設(shè)備配套選型在設(shè)備選擇上，考慮到排水的水量及水的成份，同時各級泵站排水才能應(yīng)充調(diào)配備，并有確定的儲蓄才能。由于隧洞排水包括滲水及施工廢水，水質(zhì)除地下水本身成份外，主要還有石硝、泥漿以及噴射混凝土的回彈物、摻雜物，由此確定選用污水污物潛水泵。根據(jù)水量計算，排水管網(wǎng)采用?I300mm鋼管，每個泵站需選用大揚程的120kW水泵。但因隧洞涌水?dāng)?shù)量的隨機性，采用大功率水泵長期運行將造成大量電能濫用，增加施工本金投入，故每個泵站采用4臺30kW水泵，利用自動操縱系統(tǒng)根據(jù)水量大小自動調(diào)理水泵開啟數(shù)量。自掌子面向洞外存在水量遞增，考慮在管理、操作修理上的便當(dāng)，泵站均選用同型號水泵，只是在水量較小的地段水泵數(shù)量上相應(yīng)裁減。掌子面的移動水泵，采用移動簡捷的水泵，實際操作根據(jù)水量大小選用5kW和7.5kW兩種型號，并根據(jù)水量變化在數(shù)量上予以增減。

4自動抽排水操縱系統(tǒng)4.1工作原理本系統(tǒng)包括設(shè)置在泵站的兩臺以上水泵，每個水泵均由一個自復(fù)位開關(guān)操縱該水泵的開啟及關(guān)閉，每個水泵出水口均通過一個單向閥及分管道連接主管道，經(jīng)主管道排至隧洞外；

每個水泵的自復(fù)位開關(guān)均通過一根軟繩與積水井中一個浮球連接，各浮球的設(shè)置高度不等，從低水位線至高水位線依次增加。泵站14中布置四個水泵（M0、M1、M2、M3），其每個水泵（如水泵M0）由一個自復(fù)位開關(guān)5操縱該水泵的開啟及關(guān)閉，其默認(rèn)為關(guān)閉狀態(tài)。每個水泵出水口通過分管道10采用法蘭與單向閥12連接，單向閥12再通過分管道11與主管道13采用法蘭連接，單向閥12操縱水流僅向主管道13方向滾動，主管道延遲至隧洞外。各水泵的自復(fù)位開關(guān)分別通過一根軟繩4與泵站14中的不同高度的浮球連接，以操縱水泵使用數(shù)量，浮球高度根據(jù)設(shè)計流速考慮，其高度可通過軟繩長度調(diào)理。本系統(tǒng)的操縱原理是，浮球3帶有確定重量且能在水中自動浮起，水量在低水位線1以下時，浮球3因自重自然下垂，通過軟繩4拉動自復(fù)位開關(guān)5，斷開電路，水泵M0停止工作，水量超過低水位線1后，浮球3因浮力上浮，軟繩4松動，自復(fù)位開關(guān)5自然閉合，啟動水泵M0抽排水；

水量繼續(xù)增大時，浮球3-1上浮，自復(fù)位開關(guān)5-1自然閉合，啟動水泵M1抽排水；

水量再增加時，浮球3-2上浮，自復(fù)位開關(guān)5-2自然閉合，啟動水泵M2抽排水；

水量如再增加時，浮球3-3上浮，自復(fù)位開關(guān)5-3自然閉合，啟動水泵M3抽排水。本自動抽排水系統(tǒng)可用于反坡隧洞中多個不同高度泵站的接力抽排水，簡樸的將低位泵站自動抽排水裝置中的主管道13通入高位泵站即可，高位泵站自動抽排水裝置的主管道出口延遲至下一個泵站或隧洞外，本隧洞主洞內(nèi)的多級接力排水及斜井中高差排水均由此形式實現(xiàn)。

4.2運行管理4.2.1正常運行后，由一名抽水隊長負(fù)責(zé)，分兩班，每班斜井及上游共1人，下游1人，共4人，人員僅作為日常巡檢，無需參與抽水工作。

4.2.2巡查人員需檢查通電線路狀況，自動排水裝置，水泵，啟動箱，及泵站內(nèi)淤泥淤積狀況等，察覺有隱患，及時處理、匯報。

4.2.3使用水泵雖然均為污水泵，但一旦在進水口處產(chǎn)生淤積將導(dǎo)致堵泵。為此，需要對坑內(nèi)污水舉行攪和。施工中采用在高壓風(fēng)管上安一Ф50mm出風(fēng)口，利用高壓風(fēng)定期對進水口處舉行沖攪，防止污泥的淤積。

4.2.4每隔一段時間，仍需安置施工人員對坑內(nèi)污泥雜物舉行清理。

4.2.5在進水口倉裹鐵窗紗，同時把掌子面水泵或進水口安置在鉆設(shè)小孔的鐵桶內(nèi)，可以防止污泥及雜物的進入而發(fā)生堵塞，鐵桶可用工地費油桶加工，利用釘子打孔。

4.2.6為解決因某一泵站展現(xiàn)問題，暫時不能抽水而導(dǎo)致整個排水系統(tǒng)癱瘓，將管路接通，在泵站處開一個出水口和一個進水口，正常處境下，關(guān)閉閘閥①，開啟閘閥②、③；

泵站展現(xiàn)問題時，關(guān)閉閘閥②、③，開啟閘閥①。

5總結(jié)反坡排水是隧洞施工中的一項重要工作，也存在相當(dāng)大的難度。國內(nèi)長大隧洞反坡排水常規(guī)方式還處于利用人工操作機械的階段，施工中如設(shè)