陳賢振

【摘 要】通過戴云山隧道高坪斜井的反坡排水的施工技術.介紹了反坡排水的設計、施工、設備選型、管理及實施效果。

【關鍵詞】戴云山隧道；斜井；反坡排水；施工技術

1.工程概況

戴云山隧道出口里程為DK422+810，終點里程：左線DK438+433，右線YDK438+415，正洞左線長15623m，右線長15605m，隧道洞身最大埋深635m，最淺埋深50m。進口段正洞長8033m，并在右側(cè)設置平導（長3100m）、高坪斜井（長2147m）輔助導坑，承擔其施工任務。

該隧道進口段692m為雙線鐵路隧道加寬段，其余為雙洞單線鐵路隧道，高坪斜井擔負正洞右線反打（反坡小里程方向）951m及左右線正打（順坡大里程方向）2730m的施工任務，高坪斜井穿過F9、F10、F12斷層為強富水區(qū)。

戴云山隧道區(qū)域內(nèi)地層復雜，區(qū)域內(nèi)的不良地質(zhì)主要有斷層、涌水突泥段、高地溫段、巖爆段、軟巖大變形及瓦斯地段施工、坑洞、倒石堆及古滑坡引起的落石等。

特別是高坪斜井工區(qū)所施工的正洞穿越不整合接觸帶、F13、F14、F11、F14-1、F11-1斷層，根據(jù)設計提供的地質(zhì)資料，F(xiàn)14、F11斷層導水性好，對施工影響大，開挖時可能出現(xiàn)坍塌及涌水現(xiàn)象，應做好突水、涌水的應急措施。

戴云山隧道進口施工為上坡，坡度為7‰，可以采用自然排水的方式；高坪斜井施工為下坡，綜合坡度9.15﹪（縱向坡度10%+2%緩坡），反坡排水能力是規(guī)避施工安全風險的關鍵，反坡施工排水作為本工程施工的一個重點和難點。

2.排水設計原則

⑴以堵為主，限量排放，排堵結合。

⑵將排水納入施工工序管理

⑶滿足最大排水量（排水系統(tǒng)應考慮正洞左、右線及右線反打3個工作面涌排水量）。

⑷排水系統(tǒng)管路、設備一次布局到位。

⑸泵站按集水泵站、集水坑（截流）等綜合建立。

3.排水系統(tǒng)布局

按照實施性施工組織考慮高坪斜井工區(qū)進主洞右線951m反打施工任務，減少出渣車輛的影響，排水主管路、泵站設置在高坪斜井右側(cè)、右線主洞反打部分的右側(cè)。

⑴正洞左線排水經(jīng)9#橫洞經(jīng)橫溝流進4#集水泵站；

⑵右線出口開挖方向經(jīng)排水橫溝截流流進4#集水泵站；

⑶進口方向經(jīng)洞內(nèi)集水泵站截流、抽排至4#集水泵站，再由高坪斜井排水系統(tǒng)排除洞外。

4.總體排水施工方案

高坪斜井工區(qū)洞內(nèi)排水采用順坡排水和反坡排水（機械抽排方式）兩種方式，反坡排水時采用泵站接力抽水，通過隧道一側(cè)的排水管引排至洞外沉淀池。高坪斜井工區(qū)各施工階段隧道排水方式情況見表1。

表1隧道排水施工方案表

施工工作面積水采用移動式潛水泵，抽至就近泵站或臨時積水坑，其余已施工地段出水經(jīng)臨時集水坑自然匯積到集水泵站內(nèi)，由工作泵將水經(jīng)管路抽排至其一段泵站內(nèi)，依此接力抽排到洞外經(jīng)污水池處理后排放，集水泵站容量按15min設計用水量設計，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時集水坑根據(jù)匯水段的水量大小而定，一般在兩集水泵站間設置1個。

工作水泵按使用1臺、備用1臺、檢修1臺配備。設置1套應急排水系統(tǒng)；并設置專業(yè)排水隊伍進行管理和操作。隧道估算滲（涌）水量是根據(jù)設計資料和以往隧道施工經(jīng)驗進行最大估算，實際出水量可能會有出入，應根據(jù)開挖后實際情況加以調(diào)整。

本隧道斜井排水泵站的設置時除了考慮斜井自身的滲水量以外，還應考慮正洞滲水量。

根據(jù)設計資料得高坪斜井工區(qū)所施工的地段中F14、F11斷層為最大富水斷層，滲（涌）水量為3950m3/d；另外，一個施工掌子面用水按30m3/d考慮，而同時組織施工三個掌子面，即估算隧道內(nèi)總水量為4040m3/d（即168.3m3/h）。戴云山隧道高坪斜井各階段排水圖見圖1、圖2、圖3。

圖1高坪斜井第一階段排水方案示意圖

圖2高坪斜井第二階段排水方案示意圖

圖3高坪斜井第三階段排水方案示意圖

5.設備選型及配套

5.1選型原則

⑴隧道排水主要為隧道滲水（巖層水），同時需要考慮施工用水。同時施工用水還應考慮到排水的組成，施工用水水質(zhì)除地下水的成分外，主要還有巖石石屑、泥漿，同時還有噴射混凝土的回彈物摻雜物，所以選用污水污物水泵。

⑵隧道內(nèi)水量是逐段遞增，則在各級集水泵站的水泵選型上，應按排水能力遞增原則自下而上遞增選配。但考慮在管理、操作維修上的方便，在泵站間高差相近，選擇型號相同的水泵，只在數(shù)量上相應的增加。

5.2水泵選擇

高坪斜井隧道綜合坡度為9.15﹪，正洞隧道坡度為7%，考慮現(xiàn)場實際施工情況，選用大流量大揚程的污水泵、潛污泵。具體水泵選擇見表2。

表2水泵配備表

5.3排水系統(tǒng)

⑴管路

根據(jù)洞內(nèi)水量、選配的抽水設備，集水泵站固定水泵管路采用Φ200mm的鋼管；掌子面及集水坑采用采用Φ80mm的消防軟管。

⑵集水泵站

高坪斜井內(nèi)及斜井與正洞交叉口位置設置集水泵站，設于洞內(nèi)右側(cè)，高坪斜井集水泵站設置在設計緩坡上，間距540米；集水泵站的容量按段15min的匯水量加上施工用水量（工作面25～35m3/d）合計確定，集水泵站尺寸設計為：6m（長）×2m（寬）×1.5m（深），容量18m3。

⑶集水坑

斜井內(nèi)兩集水泵站之間可根據(jù)具體地下水發(fā)育情形設置多個集水坑，3m（長）×2m（寬）×1.0m（深），容量6m3，通過移動式水泵將水抽至集水泵站，管路采用Φ80消防軟管。

⑷排水溝

正洞一側(cè)設排水溝，并在適當位置設置橫向排水溝，縱排水溝30×30cm，橫排水溝20×30cm。

6.排水管理和實施

排水施工不僅需要一套完善、合理的排水系統(tǒng)，更需要在管理上予以加強，成立了專業(yè)排水班組，并制定了相應的管理措施。

6.1人員組成

班組長1人，副班長1人，設備檢修4人，設置排水工班2個。每個工班：集水泵站管理員6人，檢修員2人。

6.2運行和檢修

⑴對施工人員進行技術和操作培訓，針對一些技術特點和操作要領重點講解并現(xiàn)場示范。

⑵確保電路安裝正確，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，設置接地裝置和標志。

⑶管路上均要設置止回閥，以防止發(fā)生水錘現(xiàn)象，造成電泵損壞。

⑷電泵的冷卻采用下一個集水泵站抽上來的水直接澆至電泵上進行冷卻。

⑸由于洞內(nèi)均為滲水，雖然使用水泵均為污水泵，但一旦在進水口處產(chǎn)生淤積將導致堵泵，施工中采用在水泵與管路的接口處安裝一Φ20mm的出水口，利用抽水的高壓水不斷對進水口處進行沖攪，同時利用高壓風進行沖吹，防止污泥的淤積。

⑹施工人員及時對坑內(nèi)污泥雜物進行清理。

⑺在進水口倉裹鐵砂窗，同時把水泵或進水口施再在竹筐內(nèi)，防止污泥及雜物進入發(fā)生堵塞。

⑻當水位下降超過底座，間歇出水時，應立即停機進行檢查，運行一定時間后，須進行維護保養(yǎng)，及時的進行保養(yǎng)和維修是確保設備正常運轉(zhuǎn)的必要措施。

⑼班組長、副班長輪流24小時值班，認真填寫抽水記錄表進行統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，匯總問題進行總結分析。

⑽為了保證洞內(nèi)道路無水干爽，必須修建好洞內(nèi)兩側(cè)排水溝，確保洞內(nèi)滲水通過側(cè)溝引入集水泵站內(nèi)，不在洞內(nèi)道路上漫流。

6.3保證措施

針對隧道施工的特點，對隧道內(nèi)排水溝及集水泵站要及時清理，對管路要定期檢查維修，定期的用清水進行沖洗；

對隧道內(nèi)的抽水設備要定期進行安全檢查，并派專人負責管理，做到24小時輪流值班，建立嚴格值班管理制度；對用電的排水設備要嚴格按照安全用電方案辦理，做到一機一閘一漏；對易損的排水設備及管配件要有必要的儲備和供應上的保障；

7.應急措施

高坪斜井拐入正洞施工段穿越F13、F14、F11斷層，根據(jù)設計提供的地質(zhì)資料，F(xiàn)14、F11斷層導水性好，對施工影響大，開挖時可能出現(xiàn)坍塌及涌水現(xiàn)象，應做好突水、涌水的應急措施。

涌水時可以利用洞內(nèi)的高壓水管Φ108mm和高壓風管Φ150mm作為應急排水管。因此，在特殊情況下，洞內(nèi)排水系統(tǒng)即形成4套：1路Φ150mm、1路Φ108mm和2路Φ200mm。

8.結束語

目前高坪斜井工區(qū)施工累計完成斜井2147m，正洞已施工2800m，其中右線反打610m，高坪斜井及正洞均出現(xiàn)涌水，經(jīng)過實測日排水總量最大5200m3，目前一直保持在4500m3/d。截止目前，排水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，未出現(xiàn)工作面積水現(xiàn)象。