[发明专利]反坡TBM掘进隧洞排水施工方法

说明书

本发明公开了一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，旨在解决反坡TBM掘进隧洞施工中积水的技术问题。其包括以下步骤：预测隧洞的正常涌水量和最大涌水量；在隧洞内每隔一段距离设置水仓，其数量和容积根据隧洞的最大涌水量、反坡的坡度以及隧洞的长度确定；在相邻所述水仓之间设置排水管道，在每个水仓处设置泵站，每个泵站设有多个水泵，通过所述水泵将隧洞内的水逐级抽排至所述水仓，分段将隧洞内的水排出。本发明减少了抽水距离，降低了投入，合理选择排水管道的内径和材质以及水泵的型号，能够满足排水的需求而又最大限度的节约成本，通过优化排水设备的配置，提高隧道反坡排水施工效率，降低反坡排水施工成本。

技术领域

本发明涉及隧道排水施工技术领域，具体涉及一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法。

背景技术

TBM（Tunnel Boring Machine）为隧道掘进机，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，并能实现掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业。

在隧道施工过程中，隧洞开挖常常带有一定的坡度，当隧洞开挖坡度为顺坡时，排水采用自然排水，就能够达到排水目的。但是隧洞开挖坡度为反坡时，地质条件复杂，反坡隧道距离长、坡度大，埋深大，洞径大，各种作业之间相互干扰大，排水施工难度高。

由于反坡隧道距离长、坡度大，需要排水的水泵具有很强的排水能力，而且会面临TBM长距离出渣、通风及TBM第二阶段施工组织的问题。掘进施工过程中隧道涌水主要为隧道渗水，水质除地下水本身成分外，还有岩石石峭、泥浆和喷射混凝土回弹物等，会造成泥沙在水泵中积累，影响水泵工作，而且现有排水施工中并未考虑突涌水量，排水能力不能满足排水需求，而且排水管道和水泵的配置优化不合理，出现有些部位积水较严重，有些部位无水可抽的局面。上述排水施工中面临的种种问题，均会造成掘进施工过程中隧洞内积水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，通过合理布设排水设备及排水工艺方法，能够有效提高隧道反坡排水施工效率，降低反坡排水施工成本，进而解决反坡TBM掘进隧洞施工中积水的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，包括以下步骤：

（1）获得隧洞的正常涌水量和最大涌水量；

（2）在隧洞内每隔一段距离设置水仓，其数量和容积根据隧洞的最大涌水量、反坡的坡度以及隧洞的长度确定；

（3）在相邻所述水仓之间设置排水管道，在每个水仓处设置泵站，每个泵站设有多个水泵，通过所述水泵将隧洞内的水逐级抽排至所述水仓，分段将隧洞内的水排出。

优选的，在步骤（1）中，通过大气降水入渗法估算或实地测量隧洞的正常涌水量和最大涌水量。

优选的，所述水泵的数量根据以下公式计算确定：

；

式中：n为水泵的数量；V为隧洞的最大涌水量，单位为m³/d；v为所述水泵的排水量，单位为m³/h；a为流量折减系数，根据相关的实践经验可以优选取值a=0.85。

优选的，所述水泵为单级双吸式离心泵，型号根据所需要的排水能力和扬程确定。

优选的，所述水泵包括工作水泵、备用水泵和检修水泵，所述工作水泵的能力能在20h内排出隧洞24h的正常涌水量，所述备用水泵的能力不小于所述工作水泵能力的70%且所述工作水泵和所述备用水泵的总能力能在20h内排出隧洞24h的最大涌水量，所述检修水泵的能力不小于所述工作水泵能力的25%。