TBM施工供排水设计分析

2014年第8期(第42卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNO．8．2014(TotalNo．42)文章编号：1007—7596(2014)08—0109—02TBM施工供排水设计分析徐博，林瀚(1．辽宁润中供水有限责任公司，沈阳110166；2．辽宁省大伙房水库输水工程建设局，沈阳100166)摘要：TBM在施工过程中需要对设备降温除尘，因此需要大量的清洁水，在施工过程中不可避免产生废水。该工程在地下60～1500m处施工，不可避免要有地下水，施工过程所产生的废水及其施工本身产生的水要及时排出洞外，为此要有可靠的供排水技术。关键词：TBM；供水；排水；水管；设备；材料中图分类号：TU992文献标识码：B0引言大伙房水库输水工程是一项大型调水工程。主体工程为深埋长大隧洞。TBM3标段主洞起点设计底高程201．81m，终点设计底高程194．0ITI。在桩号76+408．15nl与16支洞相交。本标段隧洞施工具有长度大、断面大、单机掘进距离长、支洞坡度大、存在不良地质影响、工期紧迫等特点。l施工供水TBM在掘进过程中，刀盘处要喷水降温、除尘，许多设备要用水冷却，因此需要洞外供应足量的清洁水。TBM3—1段施工时，在主洞出口附近设微机自动调压供水设备给TBM供水，洞内供水用4”钢管。TBM3—2段施工时，在16支洞口设4”水泵并在山坡上设储水池，用4”钢管供入主洞内。TBM后配套上备有供水水管卷筒，当软水管全放出时延长钢水管一次，把软水管重新卷到卷筒上，每次软管接长300ITI_】j。2施工排水2．1一般排水TBM3段地质条件较差，地下水较多，应对地下水的排除有充分的考虑，一般洞段的渗水量均按2．5ITI。／(min·km)考虑。各集水井排水量=渗水量+施工机械用水量+涌水量。根椐地质条件预测，洞内一般涌水量约6ITI／h。TBM用水量为12m／h。TBM上安装100m／h的潜水泵，施工机械用水和涌水量按此流量计算。TBM3段主洞内污水均排至主洞出口的污水处理厂，处理达标后排入苏子河中。TBM3段逆坡掘进有利于排水，因此，应充分利用这一有利条件，节约投资。根据施工方案，轨道钢梁下有足够空间(14cm高)排水，满足自流排水条件。对于Ⅳ、V类围岩段，在开挖完毕后尽快进行全周喷混凝土，以尽早封闭围岩，减少渗水对围岩稳定的影响。TBM3—2段掘进时，TBM3—1段进行衬砌作业，因衬砌段与未衬砌段的底板有高差，水会积在处于上游的未衬砌段，必须在16支洞与主洞交叉点处设一集水井在集水井内安装大流量，低扬程水泵，把TBM3—2段污水抽到16支洞外的污水处理池内。2．2排除涌水的能力储备在掘进过程中，进行超前地质预报，对发现的地下水富集带提前处理。即使如此，因地质条件的不确定性，也预备一定的涌水超排能力。一般洞段在喷锚支护后，渗水量将大大减少。对于易发大规模涌水的洞段用超前地质预报和超前钻探探明后，采取注浆封堵或排堵结合措施，减少渗水量。各集水井均备用排水能力超过一般排水能力50％的水泵。钢管直径均按一般排水流量的1．5倍选取。保证可以排出相当于一般排水1．5倍流量的涌水的能力。为支洞排水而安装在l6支洞与主洞交叉点处的集水井中的四台高扬泵在TBM3段[收稿日期]2014—04—24[作者简介]徐博(1988一)，男，山东沂水人，助理工程师；林瀚(1988一)，男，辽宁庄河人，助理工程师。·---——109·---——2014年第8期(第42卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNo．8．2014(TotalNo．42)施工时不拆除，作为备用排水设备。2．3设备TBM3段施工排水设备如表1所示。表1TBM3标段各集水井水泵型号表注：表中水泵致萤不包括备用水泵。当栗一集水井只有1台工作泵时，备用1台同型号的水泵。当某一集水井有2台以上工作泵时，备用泵流量不小于所有工作泵流量的50％，并且不小于流量最大1台水泵的流量。3技术供应TBM3段施工供、排水设备、材料如表2所示。4注意事项注意事项有以下8点：①由于隧洞坡度平缓，一般情况下依靠自流排水，由于掘进时排出的自流水污浊、富含泥沙，在自流过程中容易淤积，导致轨道两侧流水不畅、局部积水，影响施工。因此，隧道沿途应安排专人清淤，保持水流顺畅。②进入富水地段时水量大且不稳定，施工污水、涌水汇聚，为此应根据TBM刀盘后部积水量的大小，确定潜水泵或自吸泵的数量、位置开启与关闭时间。③TBM刀盘后一1l0一部潜水泵所抽排的水和TBM各系统冷却用水经管路进入后配套污水箱，当污水箱的水位接近最高水位线时启动污水回水泵，将污水排人后部沿程集水井。逐级抽排回水泵