应急抢险抽排水技术的理论与实践

第46卷第20期2015年10月人民长江YangtzeＲiverVol．46，No．20Oct．，2015收稿日期:2015－08－17作者简介:王志，男，工程师，主要从事水电施工技术管理工作。E－mail:wangzhi@126．com文章编号:1001－4179(2015)20－0044－04应急抢险抽排水技术的理论与实践王志，李金良(中国人民武装警察部队水电第三支队，广西南宁530222)摘要:针对施工过程中发生的突涌水或透水灾害性事故，提出了应急抢险抽排水的基本原则，阐述了开展应急抢险抽排水时设备、管线及泵站的选型与布置方法，同时介绍了应急抽排水的供电系统与电气控制设备的基本要求。在多次实际抢险抽排水过程中，应用这些抽排水技术，快速、高效地完成了应急抢险抽排水任务，取得了较大的社会效益与经济效益，其经验可为类似抢险提供借鉴。关键词:应急抢险;抽排水技术;设备选型;设备布置中图法分类号:TV51文献标志码:ADOI:10．16232/j．cnki．1001－4179．2015．20．0131研究背景近20a来，随着工程施工技术的发展，交通或水工隧道、地下洞室、矿井巷道或基坑等工程埋深越来越大，隧道越来越长，施工过程中发生突涌水或透水灾害性事故的几率也不断增大。据不完全统计，我国已建成运营的隧道或矿井中，约1/3发生过涌水或透水灾害。突涌水或透水灾害的发生，不仅填塞坑道、淹没设备，给施工带来巨大的困难，还会引起重大人员伤亡，造成巨大经济损失。因此，发生突涌水或透水灾害时迅速进行应急抢险抽排水，是营救被困人员、减少财产损失的关键所在。2应急抢险抽排水技术2．1基本原则应急抢险抽排水，要坚持“以人为本，安全第一”原则，把保障人民群众生命财产安全，最大限度减少突涌水或透水事件所造成的损失作为首要任务。根据突涌水或透水情况以及事故发生点的积水状态，在充分合理利用既有供电系统、抽排水设备及管路的基础上，按照“不浪费、全力以赴、不惜代价”的原则，制定抽排水方案，并快速、高效地实施应急抢险抽排水作业。2．2排水设备选型与计算2．2．1一般原则(1)在雨季长、突涌水量大的灾害点，主排水设备应由3台以上同类型水泵组成，其中任意1台水泵必须具有能在20h内能排出一昼夜(24h)比较恒定突涌水量的排水能力，2台泵同时工作时，能在20h内排出一昼夜的最大突涌水量。当突涌水量需要2台或多于2台同类型水泵才能排出时，备用水泵的排水能力应不少于正常工作水泵的50%，可视具体情况设置1～2台检修水泵。当突涌水量增速过快时，除至少有1台备用外，其余水泵应能在20h内排出一昼夜的最大突涌水量。(2)在突涌水量小于100m3/h的短雨季地区，主排水设备可设为2台同类型的水泵，其中任意1台应能在20h内排出一昼夜的最大突涌水量。(3)对突涌水量大、水文地质条件复杂的地区，应根据具体情况增设水泵。必要时，应辅之以其他防治水措施，如局部堵水综合治理，并选择防淹的潜水泵。2．2．2按突涌水量和排水高度初选水泵排水设备的排水能力可按(1)式计算Q=Q0/20(1)式中，Q0为一昼夜的突涌水量，m3/d。第20期王志，等:应急抢险抽排水技术的理论与实践由(2)式按最大突涌水量确定排水设备所必须的排水能力Q'max=Qmax/20(2)式中，Q'max为最大突涌水期排水设备所必须的排水能力，m3/d;Qmax为最大突涌水期一昼夜最大突涌水量，m3/d。由(3)式按排水高度估算排水设备所需的扬程H'=K·(HP+HX)(3)式中，HX为吸水高度，离心泵一般取为4～5m，潜水泵取0;HP为排水高度;K为扬程损失系数，管道垂直布置时，K取为1．08～1．1，管道长取小值，管道短取大值;管道倾斜布置时，K取为1．1～1．25，倾角大取小值，倾角小取大值。此外，还需考虑排水管道的水头(扬程)损失Hf，可按(4)式计算Hf=λLv2/(2djg)(4)式中，λ为水管摩阻系数，普通钢管取值0．024;L为水管长度;dj为水管内径;v为管内流速，取1．5m/s;g为重力加速度，取9．81，下同。2．2．3预选水泵型号、级数水泵的型号规格应根据流量、扬程、环境温度和水质情况选择。水泵选型要达到的目的是在满足系统所需的流量、扬程的前提下，力求高效节能。为实现这一目标，水泵选型应依据以下原则。(1)务求所选水泵的额定流量、扬程与实际所需的流量、扬程相近。这样一可减少扬程浪费，二可使水泵在等于或接近额定工况下使用，提高水泵运行效率。(2)所选水泵效率要高，如尽量选用大泵。(3)除了考虑水泵本身的参数外，应尽量考虑水泵联合工作的情形，使其在各种情形都保持高效。从水泵产品样本中选取水泵，最好1台水泵就能达到所要求的排水能力。在满足要求的各型水泵中，优先选用高效率、大流量、运行可靠、性能良好、体积小、质