1 ·工程概况
中缅油气管道大地尖山隧道位于云南省保山市隆阳区磨东村东南,隧道水平长度2297.42m,纵向坡度采用“一”字坡,坡度为12.8359%,洞身净断面尺寸为4.0m×4.5m(宽×高),隧道最大埋深约为430m,出口施工属于大坡度反坡施工。
2· 施工难点
大地尖山隧道位于岩溶水的水平活动带或深层循环带中,岩溶水极丰富,对隧道施工产生的危害很大。出口承担施工任务1158 米,施工最大落差148.657 米,施工中出水量较大。
3· 隧道水量分析
3.1 设计涌水量地下水为基岩裂隙水和岩溶水,岩层富水或渗透性中等,多呈小股状~ 大股状出水,存在极为丰富的岩溶水,隧道施工排水排水需按施工实际出水量进行安排。
3.2 实际涌水量旱季时现场实际情况为:地下水大多在开挖后的掌子面以股水出现,水量在数小时至数天后明显减少呈滴水、渗水状,已完初支段只有个别地段有少量渗水。隧道出水量少则每小时数立方米,多则近40m3/h。掌子面尚未开挖到砂岩富水带和岩溶地段,故需根据施工中打超前钻孔和开挖掌子面出水情况确定实际出水量。
4· 反坡排水总体方案
本隧道最大埋深400 多米,施工中出水量明显较大,对本隧道的排水系统的排水能力留有较大的富余量。排水主管道的管径采用100mm,洞内视具体情况设水仓,排水采用多级泵站排水(按泵站分段接力排水)。
综合考虑,建议采用二级泵站排水,即约在K1+800、K1+300 前后各设一泵站,泵站水仓的容量不小于20m3。掌子面的出水用潜水泵和移动水泵抽排到临近的水仓后排出洞外。(如图1)
5· 排水设备选择
5.1 拟定水泵规格掌子面处抽水使用两台7.5KW,扬程30 米,排量15m3/h 水泵两台,一台使用,一台备用,水泵以钢筋笼保护,移动水箱处设一台7.5KW,扬程30米,排量15m3/h 水泵。
5.2 蓄水池设置
5.2.1 掌子面蓄水池。在洞内加宽段处设置蓄水池,该蓄水池的主要作用是接纳冲掌子面处的排水,计划蓄水池贮水方量12m3,水池内安装功率15KW、扬程60 米、排量30m3/h 的水泵两台,水池内安装自动开关装置两个,上下布置,间距1 米,分别控制两台水泵水量较少时,安装在下侧的自动开关工作,一台水泵运转向泵站抽水,当水量较大时,两个自动开关同时工作,两台水泵均运转,同时向泵站抽水。
5.2.2 泵站蓄水池。两处泵站内分别设蓄水池一座,计划容量20m3,每处泵站安装功率37KW、扬程150 米、流量45m3/h 卧式水泵两台,安装自动开工装置两套,分别控制一台水泵,K1+800 处泵站水通过管道排入K1+300 处泵站水仓,K1+300 处水仓内水通过主管道直接排出洞外。
5.3 拟用排水设备表(见下表)
6 ·排水管路的布置
6.1 排水沟
隧道两侧均设排水沟,断面为20cm×20cm。左侧水沟将侧壁的渗漏水收集流入沟内,顺坡流向掌子面或水仓;隧道右侧有错车道,侧沟依侧壁平面曲线而设,所收集的渗漏水分段流入设在各错车道的水仓内。(如图2)
6.2 水仓
在每个错车道设一容积约12m3 的水仓,收集两侧水沟的汇水和掌子面处移动水泵的排入水,错车道设置间距为80~120m,若因错车道间距过大无法达到排水要求,可视具体情况在其间增设1~2 个小水仓(容积5m3 左右)。视围岩裂隙发育及破碎情况,确定水仓四壁是否浇筑混凝土。水仓上覆14# 工钢和5cm 厚的木板或使用16# 螺纹钢加工的间距10cm 的钢筋网片。水仓内安装潜水泵或卧式抽水机(错车道内),通过排水支管和主管排水,水泵由水浮子控制,实现自动抽排水。
6.3 排水管路
主排水管采用直径为100mm 的钢管,吊挂安装在隧道左侧边墙上,比沟底高50cm,该水管在泵站处断开,下端封死,防止瞬间水压过大爆裂水管。在设水仓的隧道横断面处,主水管安装φ80 的三通管,接水仓水泵排水管。若采用多级排水方式,需设两道三通管,两三通间设φ100 的闸阀。三通管处设φ80 闸阀,按需要开启、关闭。横穿隧道断面的φ80 的排水管,埋入隧道底板内,若仰拱已施做,置于底板面上的排水管要用槽钢扣住加以保护,其上填埋洞碴,防止车辆压坏排水管。(如图3)
6.4 掌子面排水
6.4.1 集水坑施工
在每茬炮出碴清底后,用挖掘机或人工在齐头底板上挖一集水坑,坑的大小视出水量而定。坑内放小型潜水泵,用φ50 的软管排到距掌子面约30m的移动水箱内。(如图4)
6.4.2 注意事项
为防止掌子面的潜水泵电机“烧坏”,要特别注意:掌子面的集水坑要设在最低处,尽量挖深(必要时打眼放炮),坑口高程低于掌子面处的底板面。潜水泵放置在“量身定做”的全封闭的钢筋笼中(钢筋间隙不大于10mm),将钢筋笼放入集水坑,亦可用小块洞碴掩埋;电缆线要用钢管或槽钢保护,并用洞碴掩埋。根据掌子面底板显现的水位启动、关闭潜水泵,保证潜水泵在坑中始终被水淹没。这样可保证潜水泵在后续作业中继续抽水,而且潜水泵不易“被烧”。
6.5 移动式水箱
移动水箱的容积不宜大于1m3,收集掌子面潜水泵的排水,水箱上安放水泵,再用φ80 的排水软管将水排到水仓中。掌子面可采用小扬程的潜水泵,体积小、重量轻,移动方便,并可用扬程来换取流量;若掌子面出水量小,可将少量的水汇集在水箱,待到一定数量后再抽排,避免频繁启动水泵。(如图5)
中缅油气管道大地尖山隧道位于云南省保山市隆阳区磨东村东南,隧道水平长度2297.42m,纵向坡度采用“一”字坡,坡度为12.8359%,洞身净断面尺寸为4.0m×4.5m(宽×高),隧道最大埋深约为430m,出口施工属于大坡度反坡施工。
2· 施工难点
大地尖山隧道位于岩溶水的水平活动带或深层循环带中,岩溶水极丰富,对隧道施工产生的危害很大。出口承担施工任务1158 米,施工最大落差148.657 米,施工中出水量较大。
3· 隧道水量分析
3.1 设计涌水量地下水为基岩裂隙水和岩溶水,岩层富水或渗透性中等,多呈小股状~ 大股状出水,存在极为丰富的岩溶水,隧道施工排水排水需按施工实际出水量进行安排。
3.2 实际涌水量旱季时现场实际情况为:地下水大多在开挖后的掌子面以股水出现,水量在数小时至数天后明显减少呈滴水、渗水状,已完初支段只有个别地段有少量渗水。隧道出水量少则每小时数立方米,多则近40m3/h。掌子面尚未开挖到砂岩富水带和岩溶地段,故需根据施工中打超前钻孔和开挖掌子面出水情况确定实际出水量。
4· 反坡排水总体方案
本隧道最大埋深400 多米,施工中出水量明显较大,对本隧道的排水系统的排水能力留有较大的富余量。排水主管道的管径采用100mm,洞内视具体情况设水仓,排水采用多级泵站排水(按泵站分段接力排水)。
综合考虑,建议采用二级泵站排水,即约在K1+800、K1+300 前后各设一泵站,泵站水仓的容量不小于20m3。掌子面的出水用潜水泵和移动水泵抽排到临近的水仓后排出洞外。(如图1)
5· 排水设备选择
5.1 拟定水泵规格掌子面处抽水使用两台7.5KW,扬程30 米,排量15m3/h 水泵两台,一台使用,一台备用,水泵以钢筋笼保护,移动水箱处设一台7.5KW,扬程30米,排量15m3/h 水泵。
5.2 蓄水池设置
5.2.1 掌子面蓄水池。在洞内加宽段处设置蓄水池,该蓄水池的主要作用是接纳冲掌子面处的排水,计划蓄水池贮水方量12m3,水池内安装功率15KW、扬程60 米、排量30m3/h 的水泵两台,水池内安装自动开关装置两个,上下布置,间距1 米,分别控制两台水泵水量较少时,安装在下侧的自动开关工作,一台水泵运转向泵站抽水,当水量较大时,两个自动开关同时工作,两台水泵均运转,同时向泵站抽水。
5.2.2 泵站蓄水池。两处泵站内分别设蓄水池一座,计划容量20m3,每处泵站安装功率37KW、扬程150 米、流量45m3/h 卧式水泵两台,安装自动开工装置两套,分别控制一台水泵,K1+800 处泵站水通过管道排入K1+300 处泵站水仓,K1+300 处水仓内水通过主管道直接排出洞外。
5.3 拟用排水设备表(见下表)
6 ·排水管路的布置
6.1 排水沟
隧道两侧均设排水沟,断面为20cm×20cm。左侧水沟将侧壁的渗漏水收集流入沟内,顺坡流向掌子面或水仓;隧道右侧有错车道,侧沟依侧壁平面曲线而设,所收集的渗漏水分段流入设在各错车道的水仓内。(如图2)
6.2 水仓
在每个错车道设一容积约12m3 的水仓,收集两侧水沟的汇水和掌子面处移动水泵的排入水,错车道设置间距为80~120m,若因错车道间距过大无法达到排水要求,可视具体情况在其间增设1~2 个小水仓(容积5m3 左右)。视围岩裂隙发育及破碎情况,确定水仓四壁是否浇筑混凝土。水仓上覆14# 工钢和5cm 厚的木板或使用16# 螺纹钢加工的间距10cm 的钢筋网片。水仓内安装潜水泵或卧式抽水机(错车道内),通过排水支管和主管排水,水泵由水浮子控制,实现自动抽排水。
6.3 排水管路
主排水管采用直径为100mm 的钢管,吊挂安装在隧道左侧边墙上,比沟底高50cm,该水管在泵站处断开,下端封死,防止瞬间水压过大爆裂水管。在设水仓的隧道横断面处,主水管安装φ80 的三通管,接水仓水泵排水管。若采用多级排水方式,需设两道三通管,两三通间设φ100 的闸阀。三通管处设φ80 闸阀,按需要开启、关闭。横穿隧道断面的φ80 的排水管,埋入隧道底板内,若仰拱已施做,置于底板面上的排水管要用槽钢扣住加以保护,其上填埋洞碴,防止车辆压坏排水管。(如图3)
6.4 掌子面排水
6.4.1 集水坑施工
在每茬炮出碴清底后,用挖掘机或人工在齐头底板上挖一集水坑,坑的大小视出水量而定。坑内放小型潜水泵,用φ50 的软管排到距掌子面约30m的移动水箱内。(如图4)
6.4.2 注意事项
为防止掌子面的潜水泵电机“烧坏”,要特别注意:掌子面的集水坑要设在最低处,尽量挖深(必要时打眼放炮),坑口高程低于掌子面处的底板面。潜水泵放置在“量身定做”的全封闭的钢筋笼中(钢筋间隙不大于10mm),将钢筋笼放入集水坑,亦可用小块洞碴掩埋;电缆线要用钢管或槽钢保护,并用洞碴掩埋。根据掌子面底板显现的水位启动、关闭潜水泵,保证潜水泵在坑中始终被水淹没。这样可保证潜水泵在后续作业中继续抽水,而且潜水泵不易“被烧”。
6.5 移动式水箱
移动水箱的容积不宜大于1m3,收集掌子面潜水泵的排水,水箱上安放水泵,再用φ80 的排水软管将水排到水仓中。掌子面可采用小扬程的潜水泵,体积小、重量轻,移动方便,并可用扬程来换取流量;若掌子面出水量小,可将少量的水汇集在水箱,待到一定数量后再抽排,避免频繁启动水泵。(如图5)