長距離大坡比斜井施工排水控制措施

趙輝

摘 要：本文介紹了長距離、大坡比斜井兩級施工排水，并通過計算分析，選擇無縫鋼管作為排水管路，選擇耐磨臥式離心泵作為排水設(shè)備，同時根據(jù)涌水量分梯度進行排水管理，為長大隧洞施工排水提供了可借鑒的控制措施。

關(guān)鍵詞：斜井;排水;控制措施

中圖分類號：U453 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0092-02

1 工程概況

新疆某輸水工程Ⅶ標段隧洞長度38.3km，采用2臺TBM施工（即TBM1、TBM2），其中：TBM1控制段長18.2km，排水規(guī)模420m3/h;TBM2控制段長度20km，排水規(guī)模566m3/h。在隧洞左側(cè)布置一條斜井，斜井長度5352.2m，縱坡11.5%，擔負著TBM施工期間物料運輸、施工排水等任務(wù)[1-6]，總排水規(guī)模986m3/h。

2 排水管長度、高差

斜井長5352.2m，縱坡11.5%，排水規(guī)模986m3/h，設(shè)置兩級排水，其中：第一級排水管路長度2662m，排水高差291.0m;第二級排水管路長度2912m，排水高差313.7m。

3 管徑選擇

排水系統(tǒng)管路流速取1.0～2.2m/s，排水管選型計算如下：

通過計算，支洞排水管徑418mm，按管路斷面面積進行估算，配置3條管路，其中：2條Φ219mm、1條Φ325mm管路。

4 管道壁厚計算

排水管路的管壁厚度計算和選擇按下列公式計算：無縫鋼管

式中：—計入附加厚度后的管壁計算厚度（cm）;—管子計算壁厚（cm）;c—計入制造負偏差和腐蝕的附加厚度（cm）;—計算管段的最大工作壓力（MPa），取5.0MPa;—管子外徑（cm）;—管子焊縫系數(shù)，無縫鋼管取1;[]—管材許應(yīng)力（MPa），選擇無縫鋼管，[]=85MPa。

（1）Φ219mm鋼管：

通過計算，斜井排水管路選擇2條9.0mm厚Φ219mm無縫鋼管。

（2）Φ325mm鋼管：

通過計算，斜井排水管路另選擇1條12.0mm厚Φ325mm無縫鋼管。

5 水泵配置

根據(jù)排水規(guī)模以及管路布置，配置5臺臥式離心泵，其中：Q1=155m3/h、Q2=155m3/h、Q3=155m3/h，共用2條Φ219×9mm管路，單管單泵情況排水量155m3/h，兩管三泵情況排水量按426m3/h考慮;Q4=280m3/h、Q5=280m3/h，共用1條Φ325×12mm管路，2臺水泵排水量按560m3/h考慮。通過以上配置，滿足最大排水規(guī)模986m3/h要求。

5.1 實際流速計算

5.4 水泵選型

斜井排水選用耐磨、臥式多級離心泵，每級布置5臺，其中：3臺MD155-67×6P，技術(shù)參數(shù)：Q=155m3/h、H= 402m、N=280kW;2臺MD280-100×4P，技術(shù)參數(shù)：Q= 280m3/h、H=400m、N=500kW。

6 集水倉布置

為滿足施工排水需要，洞內(nèi)設(shè)置兩處集水倉，采用鉆爆法開挖，有效容積均為500m3。

7 施工排水控制

斜井施工排水按流量梯度進行合理優(yōu)化，根據(jù)水泵及排水管路布置，選100m3/h、200m3/h、300m3/h、420m3/h、560m3/h、700m3/h、850m3/h、1000m3/h八個涌水量為節(jié)點，分八級梯度進行排水過程管理，每梯度涌水量情況下分啟用不同排水水泵和排水管路[7-9]，排水分梯度施工流程見表1。

8 結(jié)語

通過上述計算分析，長距離、大坡比斜井設(shè)置兩級排水是合適的，排水管路、排水設(shè)備選型是適宜的，為確保排水系統(tǒng)正常運行，在具備條件下盡量減少級數(shù)，以降低故障風險。

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