TBM施工供排水设计分析

2014-09-11徐博，林瀚

黑龙江水利科技 2014年8期

关键词：主洞支洞潜水泵

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）

TBM施工供排水设计分析

徐博1，林瀚2

（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）

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。

TBM；供水；排水；水管；设备；材料

0 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194.0m。在桩号76＋408.15m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。

1 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300m［1］。

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2.5m3／（min·km－1）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6m3／h。TBM用水量为12m3／h。TBM上安装100m3／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16＃支洞与主洞交叉点处的集水井中的四台高扬泵在TBM3—2段施工时不拆除，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1 TBM3标段各集水井水泵型号表

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，将污水排入后部沿程集水井。逐级抽排回水泵即可满足需要。④TBM掘进时，该卷筒水管要随掘进而延伸，当卷筒水管仅剩1～2圈时，应接长排水钢管，回收污水管，防止TBM拖拉后配套时将污水管拉断。此处需专人负责卷筒水管的收放及尾部管路检查。⑤所有潜水泵工作时必须浸入水中，以防水泵空转干磨而损坏。⑥污水进入集水井后，经沉淀净化处理，所含沙子、碎石残存于水井底部。正常掘进时暂定每10～15d清理一次。如遇富水区，则应缩短清理时间间隔。⑦潜水泵工作或非工作状态时，必须底座着地、落稳，以防掘进过程中在振动的作用下造成导链突然断裂而损坏水泵。只有在TBM换步过程中才允许用导链将水泵提起，随机架向前移动，换步完成后应立即将水泵落下并可靠放置。⑧排水系统最容易出故障的部位是电气，应注意防潮。