隧道反坡排水施工和涌水量预测和计算

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1、隧道反坡排水的施工及涌水量的预测与计算摘要：通过对锦屏山隧道辅引3#施工支洞反坡排水的施工与突发事件的处理，介绍反坡排水的设计、施工、设备选型、施工及突发事件的处理效果。根据实例论述了隧道涌水量预测的思路、基本原理与方法，对隧道内涌水量的预测及预防有深切意义。关键词：隧道反坡排水涌水量超前探测方法半经验半理论公式1、工程简介：1.1工程概况：辅引3#施工支洞是连接辅助洞与锦屏二级水电站的施工排水洞、4#、3#、2#、1#引水隧道的工程施工的一条重要施工支洞，是为确保2012年首台机组按期发电的重要措施之一。斜井总长为1156.516m，最

2、大坡度为11%。该施工支洞穿越中部第五出水带，预计单点涌水量可能达300～500L/s；汇总水量在施工支洞开挖期间为1m3/s；该施工支洞投入使用后，在引水隧洞进行开挖期间，达1.5m3/s。1.2水文地质情况：锦屏山属裸露型深切河间高山峡谷岩溶区，主要接受大气层降水补给。锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上；雅砻江流域洪水主要由于暴雨形成，年平均最大流量8000m3/s，且河中泥沙较多。工程区内碳酸岩盐约占90%，其余为碎屑岩和少量绿泥石片岩；在施工中最大突发水量是涉及施工安全和进度的

3、重要水文地质问题，而对其预测又十分困难，对于施工中突发的涌水问题要采取提前探测，对中小涌水点采用“以堵为主，堵排结合”的方案以减少对环境影响并有利于施工。1.3洞内主要涌水点：6第页共6页2、反坡抽排水总体方案：反坡抽排水系统应遵循“以防为主、防排结合、多道防线、刚柔相济、因地制宜、综合治理，采用及时探、大水引、小水堵、接力排的措施，即探、引、堵、排相结合。可控排放，择机封堵的原则进行综合治理的原则。辅引3#支洞排水均为反坡排水，采用机械排水，设置多级泵站接力排水。施工工作面采用移动式潜水泵抽水至就近的临时集水坑内，其余已施工段出水经临时

4、排水沟引至集水坑内，由坑内潜水泵将水经管路接力性抽至洞口处经处理排放；考虑清淤和施工的方便性，在洞内右侧每40m设置一集水坑，并设置大功率水泵。临时排水与系统排水的结合，小型积水坑与大型泵站的结合，排水与防水的结合，经验预测与实际探测的结合。同时为了防止突发性大涌水，应设置一套应急排水系统，并设专业排水队伍进行管理和操作。3、排水系统3.1抽水设备型号的确定：由于洞内水固体物的容积较大，因此应选用污水污物潜水电泵；由于掌子面与各个积水坑的汇水量之间的差异，所选用的水泵不同；积水坑之间水量递增较大，为考虑到管理、维修上等方面的方便，在设备数

5、量上相应的增加，积水坑内水泵型号不变。施工掌子面采用移动起来轻便的水泵，实际操作根据水量大小在数量上予以增减。表1所用水泵型号名称规格型号流量扬程掌子面用污水泵5.5kw30m3／h30m掌子面用污水泵7.5kw70m3／h20m掌子面用污水泵11kw60m3／h30m掌子面用污水泵13kw70m3／h40m掌子面用污水泵15kw50m3／h60m6第页共6页备用及应急污水泵WQ180-30-22kw180m3／h30m备用及应急污水泵WQ200-40-37kw200m3／h40m积水坑及应急用污水泵45kw200m3／h40m积水坑用污

6、水泵WQ650-20-55650m3／h20m积水坑用污水泵WQ750-20-75750m3／h20m大型泵站污水泵355kw抽水机2000m3／h40m3．2系统抽排水与临时抽排水相结合的抽水系统平面布置图3.3抽排水流程示意图：4、超前探测的必要性和探测方法及时的进行超前探测能及时了解地下水分布情况，确保施工的安全和质量，在辅引3#施工支洞，我们坚持“每炮必探”，及时掌握岩内富水情况，避免发生突涌水等险情发生。例：2010年4月15日13时10分，支（3）0+186处做钻爆前探水孔，当钻进5m深时，有一孔出现压力浑水，并推测岩内有一条

7、富水裂隙存在，在其周围继续探测，证明推理正确，沿缝隙探水孔均有压力水出现，并且水中带有大量泥沙，停止施工，安全防护。避免了因爆破震动而使裂隙增大产生涌水危险。超前探测的原则主要以仪器设备探测为主，宏观推断为辅的原则，就辅引3#支洞来说，采取的是宏观的推断与仪器探测相结合的办法来确定岩内富水情况。4.1宏观法6第页共6页利用1/2.5万的地质测绘、辅助洞开挖资料对施工支洞的地层界限、大型断层、围岩类别、涌水以及其他特殊工程地质问题进行预测。在预测过程中要对出水点做重点预测。4.2表面雷达预报表面雷达预报使用拉托维亚进口的Zond-12e型地

8、质雷达或美国SIR-20型地质雷达，选用100MHz雷达天线。其探测有效距离为25-30m，因此需要每20m进行探测一次。在工作面以及左、右侧壁及洞底板至少各布置一条侧线，左、右侧壁侧线长度应