水工隧洞排水方案

水工隧洞排水方案水工,隧洞,方案,排水目

錄

1排水系統(tǒng)參數(shù)確定.1

1.1根本資料...1

1.2排水管道計算...2

1.3排水系統(tǒng)泵機配備...2

1.4電源及線路配置...2

1.5排水系統(tǒng)設(shè)計標準...4

2排水系統(tǒng)布置.4

2.1排水管線布置...4

2.2電源線路的布置...4

2.4排水系統(tǒng)配套設(shè)施配備...4

2.5系統(tǒng)運行機構(gòu)...5

2.6機房、庫房、值班室、工棚配置...5

3系統(tǒng)施工及設(shè)備安裝要求.5

4系統(tǒng)的運行及管理.7

5系統(tǒng)的風險分析及方案調(diào)整.7

6質(zhì)量平安保證措施.7

6.1質(zhì)量保證措施...7

6.2平安保證措施...8

6.3棄碴和固體廢棄物處理...8

7排水系統(tǒng)附圖.9

我部承接的雙河電站引水隧洞工程CⅡ標1#施工支洞段，自進入主洞施工以來，其洞地下水均連續(xù)不斷地增加，對隧洞圍巖的穩(wěn)定、開挖及支護、系統(tǒng)及襯砌施工帶來了較嚴重的影響，局部洞段的支護受其影響，已經(jīng)出現(xiàn)變形情況，使洞內(nèi)施工環(huán)境更加惡劣，給工程施工進度造成了很大的影響。

1#施工支洞出口設(shè)計高于主支交匯處高程，致使洞內(nèi)的地下水必須完全采用抽排方式進行排水，對施工排水同時要求投入大量的機械設(shè)備、人力和管理力度，根據(jù)工程的施工情況，合理的排水方案，是解決工程質(zhì)量、施工進度和改善施工環(huán)境的關(guān)鍵性工作。

根據(jù)1#施工支洞段的隧洞開挖揭露情況，地下水主要在上游段，上游段自開挖就已經(jīng)出現(xiàn)地下水，隨著開挖進尺的增加，截斷了地下水通道，地下水逐漸增加，主洞由最初水量0.1－0.15m3/s，使增加的地下水量呈0.02m3/s·mo遞增。

自今年上游開挖貫穿以后，受自然氣候的影響，河道的水從隧洞取水口閘門間隙和頂部空間大量涌進隧洞，更加增加了隧洞水位，致使洞內(nèi)一度遭受屢次停工的影響；下游施工也受到相應的影響；致使洞內(nèi)施工機械設(shè)備和施工機具不同程度的損壞；由于洞內(nèi)地下水原因，為保證洞內(nèi)施工作業(yè)人員的人身平安，曾屢次撤離施工現(xiàn)場，使作業(yè)人員情緒，工作效率很低，嚴重影響工程的正常施工生產(chǎn)。

1排水系統(tǒng)參數(shù)確定

1.1根本資料

〔1〕隧洞地下水水情

到目前為止，主洞上游段水量達0.38－0.42m3/s間；下游段地下水目前亦到達0.12－0.15m3/s；河水通過隧洞取水口涌入隧洞水量在0.3m3/s左右。

〔2〕洞內(nèi)電源配置情況

開挖施工階段，布置的施工電源線路為95mm2鋁芯線，其洞線長度上游近900m，下游目前到達1300余米，原電源線路只能作為照明和開挖機械設(shè)備使用，根據(jù)排水需求，必須另敷設(shè)專線。

〔3〕排水方式及實施方法

根據(jù)洞內(nèi)的水情，主洞內(nèi)的水隨洞內(nèi)的施工工程，實施“分段截流，分級抽排”方案組織排水。并將隧洞的水采取從取水口進入的水，通過水泵抽到進水口段河道，主洞上下游的水逐級抽排到施工支洞交匯處，集中抽排到施工支洞段河道。

1.2排水管道計算

1#施工支洞排水系統(tǒng)管道計算見表1。表1

排水管計算表任務名稱部位計算公式根本資料計算結(jié)果管道選擇D〔m〕F〔m2〕管徑〔m〕數(shù)量〔n〕

1#施工支洞排水管取水口D=式中，D—管道直徑，m

Q—管道計算流量，m3/s

υ—管道經(jīng)濟流速，m/s，一般取，本案取2.0Q=0.30，υ=2.00.4370.1370.302支洞Q=0.57，υ=2.00.6020.2660.306主洞上游Q=0.42，υ=2.00.5170.1940.304主洞下游Q=0.15，υ=2.00.3080.0650.201注

1.管道糙率按0.0012；2.流速按。

1.3排水系統(tǒng)泵機配備

根據(jù)排水管道計算情況，排水水泵的配備如表2。

表2

排水系統(tǒng)水泵選型及配置

單位：臺水泵規(guī)格取水口主

洞施工支洞備

注上游下游WQY200－3723主排水泵WQY200－223主排水泵WQY200－18.51分排水泵WQY200－1511同上WQY200－111同上WQY200－7.5102同上WQY200－5.533同上WQY200－333同上WQY200－2.51同上WQY200－22同上

1.4電源及線路配置

〔1〕供電負荷計算

根據(jù)排水泵的配備，排水系統(tǒng)供電負荷計算見表3。表3

供電負荷計算表任務名稱部位計算公式根本資料〔P〕頂峰負荷功率有功功率〔KW〕

1#施工支洞用電負荷量取水口P=K1K2K3〔ΣKcPd+ΣKcPm+ΣKcPn〕

式中，p—供電系統(tǒng)頂峰負荷時的有功率，kw；

K1—考慮未計算及的施工中發(fā)生變化的余度系統(tǒng)，一般取1.1～1.2；

K2—各用電設(shè)備組之間用電同時系統(tǒng)，一般取0.6～0.8；

K3—配電變壓器和配電線路的損耗補償系數(shù)，一般1.06；

Kc—需要系統(tǒng)，0.75～0.6〔泵站〕；

Pd—各用電設(shè)備組的額定容量，kw；

Pm—室內(nèi)照明負荷，kw，7w/m2〔泵站〕；

Pn—室外照明負荷，kw，3w/m2〔廊道〕。74.038.83支洞508.5267.46主洞上游202.0107.41主洞下游55.532.90注

1.室外照明〔廊道〕長按3300m；2.室內(nèi)〔簡易房屋〕按176m2。

〔2〕排水系統(tǒng)變壓器供電負荷需求

排水系統(tǒng)電機及照明有功功率達446.6kw，變壓器在排水期供電系統(tǒng)頂峰期負荷的視在功率：

S＝＝＝595.47〔取600〕〔kvA〕〔cosφ無功未補償時一般可取0.70～0.75，補償后應在0.8～0.85〕

即排水系統(tǒng)的變壓器必須到達600kvA時，可以保證正常供電需求。

1#施工支洞EPC配備了一臺800kvA變壓器，根據(jù)隧洞開挖及目前洞內(nèi)的施工工程用電情況，原用電到達近550kw，按此情況，原800kvA變壓器不能滿足供電需要，需增加400kvA變壓器一臺才能滿足供電。如無此條件，必須采取增加補償電源供電。

〔3〕配電線路

根據(jù)工程情況，排水系統(tǒng)使0.38kv電壓供電，采用鋁芯電線供電，按“三相四線制”布線，按電壓5％損失值計算，其配電線路配備如表4。表4

排水系統(tǒng)供電線路配備表用電部位電壓〔kv〕線材選擇線路長度〔m〕備

注材質(zhì)截面〔mm2〕取水口0.38鋁芯95105從主洞線路中接入施工支洞0.38鋁芯2401170原有150線路，線路增加一條主洞上游0.38鋁芯240850從支洞線路接入主洞下游0.38鋁芯1501550從支洞線路接入川工局—支洞0.38鋁芯2401300補償線路，接入總配電箱簡易房屋0.22鋁芯70450見表8

〔4〕自備補償電源的配備

根據(jù)排水系統(tǒng)的用電需求，原變壓器還不能滿足用電要求，當?shù)剌旊娋€路也時有停電的情況，為保證排水系統(tǒng)的正常運行，需再增加自備電源，現(xiàn)配備柴油發(fā)電機2臺，自備電源功率為330〔200+130〕kw，解決供電缺乏和停電矛盾。

1.5排水系統(tǒng)設(shè)計標準

根據(jù)1#施工支段主洞內(nèi)目前的地下水量，通過排水管管徑計算情況，排水系統(tǒng)設(shè)計標準如表5。表5

1#施工支洞排水系統(tǒng)設(shè)計標準項次項目名稱說

明材料用量備

注單位數(shù)量1取水口排水

水

泵

鋼管管道

電源線路泵機選用WQY200－37型

DN300熱扎管

95mm2鋁芯多股線臺mm21201051.在隧洞K0+66m處安水泵，抽入取水口首部閘門口外20m。

2.電源線從主洞排水專線接入。2施工支洞排水水

泵

鋼管管道

電源線路

柴油發(fā)電機泵機選用WQY200－37/22型

DN300熱扎管

240mm2鋁芯多股線

330〔200+130〕KW臺mm臺3/3720117021.排水管道設(shè)置在左側(cè)風水管下分成兩排布置；

2.電源線從變壓器接擴，且過柴油發(fā)電機配電箱；

3.電源線布置在支洞左側(cè)原電源線支架上；

4.柴油發(fā)電機安放在支洞出口右側(cè)機房內(nèi)。3主洞內(nèi)排水

水

泵

排水管道

電源線路泵機選用WQY200－2～18.5型

DN200熱扎管/帆布管

240/150mm2鋁芯多股線臺mm31

3200

850/15501.主洞內(nèi)排水按分段截流，分級排水的方案排水；

2.排水管道布置在隧洞右側(cè)下方距地1.0m處；

3.數(shù)量欄前者用于上游，后者用于下游。4川工局——支洞口線路240mm2鋁芯線m1300補償線路，接入總配電箱2排水系統(tǒng)布置

2.1排水管線布置

根據(jù)1#施工支洞段施工情況，原其支洞左側(cè)壁上方布置有施工動力及照明線，下方布置有供風、供水管線，管線下方尚有空間可以布置排水管道，主洞施工所設(shè)置的供風、供及電源均在右側(cè)，下方亦有位置布置排水管線，取水口可以直接敷管線在底板面。

2.2電源線路的布置

根據(jù)現(xiàn)場的情況，可以在原電站線支架上加裝電源線路，不需另外設(shè)置支架架設(shè)電源線路。

2.4排水系統(tǒng)配套設(shè)施配備

為保證排水系統(tǒng)的正常運行，還必須配備系統(tǒng)的配套設(shè)施，1#施工支洞段排水系統(tǒng)機械設(shè)備及材料配置見表6所示。表6

排水系統(tǒng)配套設(shè)施配備表序號設(shè)施名稱型號或說明單位數(shù)量備

注1反鏟小型臺1安裝、開挖集水井、轉(zhuǎn)運設(shè)備2配電箱動力

套3箱內(nèi)配空氣開關(guān)等3動力配電箱動力套1主配電箱，支洞洞口柴油發(fā)電機旁4動力配電箱動力套6分配電箱,上游2處，下游3處，支洞口1處。5油罐

25t個16簡易房屋

簡易m2176車間、值班室、油罐、工棚等，見表87消防器材干粉套9主洞6，支洞1，發(fā)電機1，油站12.5系統(tǒng)運行機構(gòu)

表7

系統(tǒng)運行機構(gòu)配備表序號機

構(gòu)管理抽水發(fā)電維修司機合計1工程部2242系統(tǒng)運行320222292.6機房、庫房、值班室、工棚配置

發(fā)電機安裝在施工支洞洞口右側(cè)，為保證系統(tǒng)的運行，應設(shè)置相應的簡易房屋，采用M7.5漿砌石根底、空心砌塊砌墻體、石棉瓦屋和木門窗，地面澆10cm混凝土，房屋四周設(shè)簡易排水明溝，各種簡易房屋配備見表8。

表8

系統(tǒng)簡易房屋的設(shè)置

單位：m2發(fā)電機房配電房值班室油庫工棚維修車間合計205101812310176

3系統(tǒng)施工及設(shè)備安裝要求

〔1〕集水井

集水處于排水系統(tǒng)的首部，為保證集水井所處受流動水的作用不致遭到破壞，集水井擬采用Φ28鋼筋做成鋼筋籠，放置在集水內(nèi)，鋼筋籠外填滿大塊石渣，保證集水井的外形尺寸，有利于集中水源，集水井做法見右上圖所示。

〔2〕排水管道

排水管道安裝，主洞在隧洞右側(cè)下方，施工支洞在左側(cè)下方，取水口在底板面上，。

凡須通過路面時，需將管道埋設(shè)在路面下500mm以下，防止車輛壓壞管道或致使其變形，覆蓋局部可采用C20混凝土澆注〔或采用符合路面填筑材料〕，排水管道通過路面時做法見右下列圖所示。

管道在拐彎部位，不能做成直彎，增加管內(nèi)阻力。

排水管道安裝時應要求其可靠置于地面或支架上，安裝后應采取保護措施。

〔3〕泵機安裝

泵機安裝前應嚴格檢查其完好率，電源線路的絕緣性能等情況，并由專人安裝，按現(xiàn)場施工管理人員的要求進行安裝。

〔4〕電源線路及配電箱

排水電源線路架設(shè)在原洞內(nèi)電源線支架上，按“三相四線制”標準敷設(shè)線路，主線必須經(jīng)過各主配電箱和分配電箱，總體形成電源線路的串連方式布置，采取“多級保護”措施；水泵用電必須遵循“一機一閘”用電要求，水泵均從配電箱接入，配電箱設(shè)置在隧洞側(cè)墻〔或指定位置〕上，按配電箱安裝要求進行安裝，配電箱應配置斷電器，漏保器及閘刀等。單機水泵采用小型配電箱。

〔6〕設(shè)備安裝及搶險應急

因隧洞已經(jīng)貫穿，隧洞進水口的閘門亦未完全封蔽，加之今年降雨量大，河道水量增大，不斷有水涌進隧洞內(nèi)，山體的地下水也難以預見。為此，需配置一臺小型反鏟配合排水系統(tǒng)的安裝、運行和管理。另一作用在于：防止緊急情況下，局部大型排水設(shè)備和其他不可預見性險情發(fā)生，必需配備。使用時與工程部主管人員聯(lián)系，保證排水系統(tǒng)的需要。

〔7〕油罐的安裝

因系統(tǒng)設(shè)置了反鏟、柴油發(fā)電機組，必須配備油庫，油庫采用一個25t左右油缺罐，油罐的安裝必須按要求進行設(shè)置和管理，油罐設(shè)置易房屋20m2，做法同發(fā)電機組房。

〔8〕消防器材

為保證排水系統(tǒng)的管理要求，對整體排水系統(tǒng)共設(shè)置9套消防器材。

4系統(tǒng)的運行及管理

1#施工支洞排水系統(tǒng)自開始修建至正式使用，建設(shè)期預計需20d左右。

排水系統(tǒng)正式運行前，對抽水的人員應先進行崗前培訓或交底，對整個系統(tǒng)制定操作及管理制度，認真填寫運行情況，作好交接班制度。集水井和主洞內(nèi)的排水溝應有專人負責清淤工作，實行24h值守制。

柴油發(fā)電機屬補充排水系統(tǒng)的重要電源之一，兩臺機組應設(shè)備專人管，配備維護人員。

5系統(tǒng)的風險分析及方案調(diào)整

本次擬定的排水系統(tǒng)，其風險主要在兩個方面：一是本次擬定的排水系統(tǒng)是按1#施工支洞目前的需排水量設(shè)計的，受自然氣候的影響，洞內(nèi)地下水情亦會發(fā)生變化，有可能還會出現(xiàn)更大的地下水，需再次調(diào)整排水資源投放；另一方面，是如何保證排水系統(tǒng)的正常運行，保證排水系統(tǒng)機械設(shè)備、管道和線路等的完好率，充分認識并防患是必要的。因此，考慮此情況，必要時可以從以下幾個方面改良：

〔1〕施工支洞口再增加DN300管道，增加55kw水泵一臺，電源線路通過計算再調(diào)整。

〔2〕對排水系統(tǒng)的重要設(shè)施，亦增加照明設(shè)施，增加適當?shù)娜藛T進行管理和指揮。

〔3〕柴油發(fā)電機應設(shè)置圍護結(jié)構(gòu)和防雨設(shè)施，設(shè)置管理人員的值班室，配備25t左右油罐一個，油罐的設(shè)置應符合油庫管理規(guī)定。

〔4〕排水運行情況隨時與工程部主管負責人取得聯(lián)系，適時掌握排水動態(tài)。

6質(zhì)量平安保證措施

6.1質(zhì)量保證措施

針對1#施工支洞的施工條件及管理要求，施工質(zhì)量應符合施工標準和操作規(guī)程，講求科學、合理，注重管理。

〔1〕成立管理機構(gòu)，對本次施工組織微觀控制。

〔2〕特殊工種必須持證上崗，重要部位的操作人員必須現(xiàn)場交底或簡單培訓，再實際施工操作。

〔3〕嚴格按審批的《引水隧洞1#施工支洞排水系統(tǒng)施工方案》組織施工管理，資料發(fā)放至1#施工支洞施工管理負責人、施工隊隊長及其管理人員、施工班長，使參與本次的施工管理及作業(yè)人員領(lǐng)會施工組織設(shè)計意圖，掌握施工要領(lǐng)。

〔4〕針對各施工部位的實際情況，編制《作業(yè)指導書》和交底，指導施工作業(yè)。

〔5〕施工過程中適時監(jiān)控，全方位管理施工全過程，工程部質(zhì)檢員跟蹤監(jiān)督，掌握施工動態(tài)。

工程部質(zhì)檢部門，對施工的成品進行抽樣檢查，及時糾正質(zhì)量缺陷。

〔6〕排水系統(tǒng)的機械設(shè)備和材料進場前，必須經(jīng)過嚴格檢查，進場前嚴格抽樣檢查，對不合格的不得進行工地。

〔7〕施工操作中，以要堅持自檢、互檢、交接檢制度。對工程必須本著自我控制的指導思想。有隱預檢要求的還必須堅持隱預檢制，要牢固樹立“上道工序為下道工序效勞”和“下道序就是用戶”的思想，堅持做到不合格的工序不交工。

〔8〕每道工序施工后，提請EPC及監(jiān)理部門驗收，符合要求方可組織下道工序的施工。

〔9〕積極配合EPC和監(jiān)理部門的管理，不斷改良管理方法。

6.2平安保證措施

〔1〕本次的施工平安由1#施工支洞負責人兼職，