长距离大坡比斜井施工排水控制措施

赵辉

摘 要：本文介绍了长距离、大坡比斜井两级施工排水，并通过计算分析，选择无缝钢管作为排水管路，选择耐磨卧式离心泵作为排水设备，同时根据涌水量分梯度进行排水管理，为长大隧洞施工排水提供了可借鉴的控制措施。

关键词：斜井;排水;控制措施

中图分类号：U453 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0092-02

1 工程概况

新疆某输水工程Ⅶ标段隧洞长度38.3km，采用2台TBM施工（即TBM1、TBM2），其中：TBM1控制段长18.2km，排水规模420m3/h;TBM2控制段长度20km，排水规模566m3/h。在隧洞左侧布置一条斜井，斜井长度5352.2m，纵坡11.5%，担负着TBM施工期间物料运输、施工排水等任务[1-6]，总排水规模986m3/h。

2 排水管长度、高差

斜井长5352.2m，纵坡11.5%，排水规模986m3/h，设置两级排水，其中：第一级排水管路长度2662m，排水高差291.0m;第二级排水管路长度2912m，排水高差313.7m。

3 管径选择

排水系统管路流速取1.0～2.2m/s，排水管选型计算如下：

通过计算，支洞排水管径418mm，按管路断面面积进行估算，配置3条管路，其中：2条Φ219mm、1条Φ325mm管路。

4 管道壁厚计算

排水管路的管壁厚度计算和选择按下列公式计算：无缝钢管

式中：—计入附加厚度后的管壁计算厚度（cm）;—管子计算壁厚（cm）;c—计入制造负偏差和腐蚀的附加厚度（cm）;—计算管段的最大工作压力（MPa），取5.0MPa;—管子外径（cm）;—管子焊缝系数，无缝钢管取1;[]—管材许应力（MPa），选择无缝钢管，[]=85MPa。

（1）Φ219mm钢管：

通过计算，斜井排水管路选择2条9.0mm厚Φ219mm无缝钢管。

（2）Φ325mm钢管：

通过计算，斜井排水管路另选择1条12.0mm厚Φ325mm无缝钢管。

5 水泵配置

根据排水规模以及管路布置，配置5台卧式离心泵，其中：Q1=155m3/h、Q2=155m3/h、Q3=155m3/h，共用2条Φ219×9mm管路，单管单泵情况排水量155m3/h，两管三泵情况排水量按426m3/h考虑;Q4=280m3/h、Q5=280m3/h，共用1条Φ325×12mm管路，2台水泵排水量按560m3/h考虑。通过以上配置，满足最大排水规模986m3/h要求。

5.1 实际流速计算

5.4 水泵选型

斜井排水选用耐磨、卧式多级离心泵，每级布置5台，其中：3台MD155-67×6P，技术参数：Q=155m3/h、H= 402m、N=280kW;2台MD280-100×4P，技术参数：Q= 280m3/h、H=400m、N=500kW。

6 集水仓布置

为满足施工排水需要，洞内设置两处集水仓，采用钻爆法开挖，有效容积均为500m3。

7 施工排水控制

斜井施工排水按流量梯度进行合理优化，根据水泵及排水管路布置，选100m3/h、200m3/h、300m3/h、420m3/h、560m3/h、700m3/h、850m3/h、1000m3/h八个涌水量为节点，分八级梯度进行排水过程管理，每梯度涌水量情况下分启用不同排水水泵和排水管路[7-9]，排水分梯度施工流程见表1。

8 结语

通过上述计算分析，长距离、大坡比斜井设置两级排水是合适的，排水管路、排水设备选型是适宜的，为确保排水系统正常运行，在具备条件下尽量减少级数，以降低故障风险。

参考文献

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