綜合排水系統(tǒng)在大坡度、長距離TBM掘進畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設計（論文）報告題 目 學 院 學 院 專 業(yè) 學生姓名 學 號 年級 級 指導教師 畢業(yè)教務處制表畢業(yè)學生姓名： xx填寫 學號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設計（論文）題目： 指導教師意見：（請對論文的學術水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結果和計算數(shù)據的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導教師結論： （合格、不合格）指導教師姓名所在單位指導時間畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱意見表 學生姓名： xx填寫 學號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設計（論文）題目： 農村宅基地測量技術研究 評閱意見：

2、（請對論文的學術水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結果和計算數(shù)據的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設計（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農村宅基地測量技術研究，是本人在導師的指導下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出，論文中的結論和結果為本人

3、獨立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學術道德和學術規(guī)范，沒有侵權行為，并愿意承擔由此而產生的法律責任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：綜合排水系統(tǒng)在大坡度、長距離TBM掘進摘要：在大坡比TBM順坡掘進過程中，隧洞涌水及TBM施工廢水對施工影響較平洞TBM隧洞開挖的危害更為顯著。本文通過對新疆某項目水文地質資料分析，以及在TBM開挖過程中隧洞水流特點及危害進行分析，針對其特征與危害，結合實際施工中的實踐，總結出一套以強排為主，局部設置輔助排水的綜合性排水系統(tǒng)，有效解決了類

4、似項目中的排水問題。關鍵詞：反坡排水;系統(tǒng)排水;阻水棧橋0概述隨著TBM設計、制造技術迅猛發(fā)展，隧道掘進機的適應范圍越來越廣泛，在長大隧道施工中的應用也越來越多1。在與TBM設備配套的輔助生產設施及相關問題的解決方案也急需進一步提高。斜井排水在鉆爆法施工中已經非常成熟，而在TBM施工中排水方案一直存在一些缺陷，排水不及時導致積水聚集在刀盤位置，存在淹沒電機以及回油泵等風險，同時TBM開挖存在連續(xù)性、成洞形狀以及開挖集水井難度大等特殊性，排水問題的有效解決直接關系到隧道施工安全及效率。1大坡比TBM順坡掘進水流特點及危害1.1特點（1）水量越來越大。順坡掘進，掌子面是最低點。洞口的雨水、雪融水以

5、及沿線水管路跑冒滴漏的水都倒灌進隧洞內。隧洞沿線的涌水點，都會聚集在一起，隨著掘進里程的增加，掌子面水量越來越大。（2）水的流速越來越高。TBM掘進開挖斷面為圓形，成洞規(guī)則光滑，水流截面偏窄、偏深，水的流速會隨著隧洞的延伸增大。（3）泥沙等會被水流挾帶到掌子面位置2。1.2危害（1）排水不及時、刀盤位置大量積水，會淹沒回油泵及回油口，對潤滑油造成污染，直接威脅主軸承、大齒圈運行安全;水位繼續(xù)升高還會對驅動電機、主梁下的配電柜等構成威脅。（2）水流的沖刷力，會將洞底泥沙沖刷到刀盤處，在設備停機檢修期間，造成泥沙淤積，對施工造成很大困擾，見圖1。（3）掌子面的大量積水，導致在TBM啟動時，大量泥水

6、溢出主機皮帶的收料口，皮帶尾輪在大量泥水沖擊下高速運轉，軸承極易損壞。2大坡比長距離綜合排水系統(tǒng)的解決方案2.1綜合排水系統(tǒng)針對大坡比TBM順坡掘進涌水特點及危害，結合其他斜井隧洞施工中的排水經驗，排水系統(tǒng)需要及時攔水以減少排水距離，還能有效減少水沖刷。同時，TBM開挖洞室很難進行爆破作業(yè)，也就不能設置集水井和引水槽等。經過施工過程中不斷探索實踐，形成了一套以多級強排為主，阻水棧橋分段截水并排到就近接力水箱為輔，下級截水棧橋為上級備用的綜合性排水方案，有效解決了上述困難，效果顯著，而且施工簡單，造價較低。綜合排水系統(tǒng)示意圖如圖2。TBM上設置排水箱，通過潛污泵將主驅動附近的積水排進水箱，經過初

7、級沉淀，由高揚程多級離心泵排放到接力水箱，經過多級接力水箱排出到洞外排污池。同時，為了緩解長距離仰拱流水的危害，在隧洞沿線根據水流情況安裝阻水棧橋，把水擋住形成一個集水井，設置小流量、高揚程潛污泵把水排進接力水箱或前面第二級阻水棧橋，在不影響車輛通行的情況下收集沿線流水，減輕刀盤位置排水壓力以及水的沖刷破壞。2.2輔助排水系統(tǒng)輔助排水系統(tǒng)主要由阻水棧橋、潛污泵、管路、濾網等組成。阻水棧橋結構及布置如圖3。阻水棧橋尺寸依據隧洞尺寸以及行車條件設計制作，滿足運輸車輛爬坡條件，通過棧橋后為石渣路，可以根據實際情況確定石渣鋪設距離。在棧橋中間支撐梁處設置2-3到過濾網，最后端安裝潛污泵，通過軟管排進接

8、力水箱或者其他棧橋處。棧橋依據隧洞涌水情況進行布設，一般在較大涌水點下游、大面積滲水地段下游布設，如果附近有鋼拱架，最好布設在最上游鋼拱架前方，可以綜合利用鋪路的石渣。多個棧橋一起使用時，依據距離接力水箱的遠近給其編號，1#、2#棧橋水泵直接排水道接力水箱，這樣2#棧橋為1#棧橋的備用;3#棧橋排水道1#棧橋，3#棧橋為2#棧橋備用，4#棧橋排水道2#棧橋，為3#棧橋備用，以此類推，形成互為備用的輔助排水系統(tǒng)。3綜合排水系統(tǒng)的應用綜合排水系統(tǒng)在新疆某大坡比TBM順坡掘進項目中不斷摸索完善總結而成，取得了良好的使用效果。阻水棧橋結構簡單，制作成本低，安裝快捷方便，不影響正常施工。3.1項目概況應

9、用綜合排水系統(tǒng)的隧洞項目為連接主洞的勘探試驗洞，進口布置在主洞左側，與主洞夾角83，縱坡11.5%，隧洞長度5.35km，采用TBM掘進機開挖，斷面尺寸8m。地下水為基巖裂隙水，洞壁以滲水、滴水為主，斷層帶內以線狀水流為主。隧洞段涌水量36m3/h。3.2排水系統(tǒng)布置方案主排水系統(tǒng)選用多級接力水箱逐級強排方式。TBM上設置兩級水箱，污水從刀盤附近用潛污泵排進第一級水箱經過初步沉淀后，排入第二級水箱，第二級水箱靠底部位置連接高揚程多級離心泵排入就近的接力水箱，利用接力水箱逐級排出洞外。每級接力水箱由相鄰的進水和排水兩個水箱組成，進水箱安裝在上游，對進水進行沉淀，排水箱連接高揚程多級離心泵，所有出

10、水口設置過濾網。本項目分別在樁號0+750、1+1700、2+700、3+800及4+700處設立接力水箱利用接力水箱逐級排出洞外，接力水箱布置間距為1000米。每級接力水箱由相鄰的進水和排水兩個水箱組成，進水箱安裝在上游，對進水進行沉淀，排水箱連接高揚程多級離心泵，所有出水口設置過濾網。每級接力水箱配備2臺多級離心泵，驅動電機為37KW，配套兩根DN125、壁厚5mm無縫鋼管的排水管路。輔助排水系統(tǒng)根據隧洞地質情況以及仰拱水流情況，分別在1+600、2+800、3+900、4+100、4+200處設置阻水棧橋，每個阻水棧橋安裝3道過濾網，最低處安裝潛污泵。其中第一、二道棧橋安裝65WQ25-

11、24-3型潛污泵，功率3kw，配管內徑65mm，直接排放到下游相鄰水箱。后三道阻水棧橋安裝80WQ30-30-5.5潛污泵，功率5.5 kw，配管內徑80mm，以后面棧橋為前方備用的原則排入相應水箱或棧橋。3.3相關設計計算據地質資料進行分析，隧洞段涌水量Q=36m3/h，主要為基巖裂隙滲水?？紤]TBM掘進機施工的廢水排放量約為5m3/h，則該試驗洞施工的總涌水量為41m3/h。按照排水系統(tǒng)安全系數(shù)的選擇原則取K=1.2，則最大排水量Q=411.2=49.2m3/h，考慮實際施工狀況取Q=50m3/h。固定水箱單臺水泵排水量50m3/h，揚程115m，輸水距離1000m。（4）管徑選擇管徑的大小決定了運轉費和前期投資費用，而運轉費和前期投資費用在總費用中起決定性因素。通常采用試取管內流速的方法求得管徑，其計算公式為由以上數(shù)據及公式計算得：（5）管材壁厚確定：隧道施工安全規(guī)程要求，通常情況下，當隧道深度超過200 m時應采用無縫鋼管。根據力學最大變形理論，采用厚壁圓筒分析法，鋼管壁厚計算公式：把相關數(shù)據帶入得到管道壁的厚度大約0.4左右，考慮到工作實際情況和機械加工等因素可以去壁厚為5mm的無縫鋼管，即滿足要求。4結論通過工程實踐證明，綜合排水系統(tǒng)，始終及時攔水并就近排出洞外，減少了TBM設備的排水壓力和清渣壓力，有效保證了TBM順利施工。同時，綜合排水