水工隧洞排水方案

水工隧洞排水方案

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目

录

1排水系统参数确定.1

1.1根本资料…1

1.2排水管道计算...2

13排水系统泵机配备…2

1.4电源及线路配置…2

1.5排水系统设计标准…4

2排水系统布置.4

2.1排水管线布置...4

2.2电源线路的布置…4

2.4排水系统配套设施配备...4

2.5系统运行机构...5

2.6机房、库房、值班室、工棚配置…5

3系统施工及设备安装要求.5

4系统的运行及管理.7

5系统的风险分析及方案调整.7

6质量平安保证措施.7

6.1质量保证措施...7

6.2平安保证措施…8

6.3弃砧和固体废弃物处理...8

7排水系统附图.9

我部承接的双河电站引水隧洞工程C1I标1#施工支洞段，自进入主洞施工以来，其洞地下水均连续不断

地增加，对隧洞围岩的稳定、开挖及支护、系统及衬砌施工带来了较严重的影响，局部洞段的支护受其

影响，已经出现变形情况，使洞内施工环境更加恶劣，给工程施工进度造成了很大的影响。

1#施工支洞出口设计高于主支交汇处高程，致使洞内的地下水必须完全采用抽排方式进行排水，对施工

排水同时要求投入大量的机械设备、人力和管理力度，根据工程的施工情况，合理的排水方案，是解决

工程质量、施工进度和改善施工环境的关键性工作。

根据I#施工支洞段的隧洞开挖揭露情况，地下水主要在上游段，上游段自开挖就已经出现比下水，随

着开挖进尺的增加，截断了地下水通道，地下水逐渐增加，主洞由最初水量O.l-O.15m3/s,使增加的地

下水量呈0.02m3/s,mo递增。

自今年上游开挖贯穿以后，受自然气候的影响，河道的水从隧洞取水口闸门间隙和顶部空间大量涌进隧

洞，更加增加了隧洞水位，致使洞内一度遭受屡次停工的影响；下游施工也受到相应的影响；致使洞内

施工机械设备和施工机具不同程度的损坏；由于洞内地下水原因，为保证洞内施工作业人员的人身平安，

曾屡次撤离施工现场，使作业人员情绪，工作效率很低，严重影响工程的正常施工生产。

1排水系统参数确定

1.1根本资料

(I)隧洞地下水水情

到目前为止，主洞上游段水量达0.38—0.42m3/s间；下游段地下水目前亦到达0.12—0.15m3/s；河水通

过隧洞取水口涌入隧洞水量在O.3m3/s左右。

(2)洞内电源配置情况

开挖施工阶段，布置的施工电源线路为95mm2铝芯线，其洞线长度上游近900m,下游目前到达I300

余米，原电源线路只能作为照明和开挖机械设备使用，根据排水需求，必须另敷设专线。

(3)排水方式及实施方法

根据洞内的水情，主洞内的水随洞内的施工工程，实施“分段截流，分级抽排”方案组织排水。并将隧

洞的水采取从取水口进入的水，通过水泵抽到进水口段河道，主洞上下游的水逐级抽排到施工支洞交汇

处，集中抽排到施工支洞段河道。

1.2排水管道计算

I#施工支洞排水系统管道计算见表1。

表1

排水管计算表

计兑结果管道选择

任务名

部位计算公式根本资料DF管径数最

称

(m)(m2)(m)(n)

取水口D-Q-O.3O.y=2.00.4370.1370.302

支洞Q=0.57,u=2.0().6020.2660.3()6

I#施工式中,D—管道直径,m

支洞排主洞上游Q一管道计算流量，m3/sQ=0.42.u=2.00.5170.1940.304

水管"一管道经济流速，nVs,一般取，本

主洞下游Q=0.15,)=2.00.3080.0650.201

案取2.0

注

1.管道糙率按0.0012；2.流速按。

1.3排水系统泵机配备

根据排水管道计算情况，排水水泵的配备如表2o

表2

排水系统水泵选型及配置

单位：台

主洞

水泵规格取水口施工支洞备注

上游下游

WQY2OO-3723主排水泵

WQY2OO-223主排水泵

WQY200—18.51分排水泵

WQY2OO-1511同上

WQY200-111同上

WQY2OO-7.5102同上

WQY2(X)-5.533同上

WQY2OO-333同上

WQY200-2.51同上

WQY2OO-22同上

1.4电源及线路配置

（1）供电负荷计算

根据排水泵的配备，排水系统供电负荷计算见表3。

表3

供电负荷计算表

根本资料顶峰负荷功率

任务名

部位计算公式

称

（P）有功功率（KW）

取水口P=KIK2K3(ZKcPd+EKcPnn-ZKcPn)74.03883

式中，p-供电系统顶峰负荷时的有功率,kw：

支洞508.5267.46

K1一考虑未计算及的施工中发生变化的余度系统,一般取11-1.2；

主洞上游

1#施工K2—各用电设备组之间用电同时系统,一般取0.6〜0.8：202.0[Oil

支洞用K3一配电变压器和配电线路的损耗补偿系数，一般1.06：

电负荷Kc一需要系统，0.75~0.6（泵站）:

量主洞下游Pc—各用电设备组的额定容量.kw：55.53290

用一空内照明负荷，kw,7w/m2（泵站）：

Pn一室外照明负荷，kw,3w/iu2（廊道）.

注

1.室外照明（廊道）长按3300m：2.室内〔简易房屋）按176m2“

（2）排水系统变压器供电负荷需求

排水系统电机及照明有功功率达446.6kw,变压器在排水期供电系统顶峰期负荷的视在功率：

S===595.47（取600）（kvA）（cos8无功未补偿时一般可取0.70〜0.75,补偿后应在Q8〜0.85）

即排水系统的变压器必须到达600kvA时，可以保证正常供电需求。

1件施工支洞EPC配备了一台8（）0k\，A变压器，根据隧洞开挖及目前洞内的施工工程用电情况，原用电到

达近550kw,按此情况，原800kyA变压器不能满足供电需要，需增加400kvA变压器一台才能满足供电。

如无此条件，必须采取增加补偿电源供电。

(3)配电线路

根据工程情况，排水系统使0.38kv电压供电，采用铝芯电线供电，按“三相四线制”布线，按电压5%

损失值计算，其配电线路配备如表4。

表4

排水系统供电线路配备表

线材选择备

电压线路长度

用电部位

材质截面

(kv)(mm2)(m)

注

取水口0.38铝芯95105从主洞线路中接入

施工支洞0.38铝芯2401170原有150线路，线路增加一条

主洞上游0.38铝芯240850从支洞线路接入

主洞下游0.38铝芯1501550从支洞线路接入

川工局一支洞0.38铝芯2401300补偿线路，接入总配电箱

简易房屋0.22铝芯70450见表8

(4)自备补偿电源的配备

根据排水系统的用电需求，原变压器还不能满足用电要求，当地输电线路也时有停电的情况，为保证排

水系统的正常运行，需再增加自备电源，现配备柴油发电机2台，自备电源功率为330(200+130)kw,

解决供电缺乏和停电矛盾。

1.5排水系统设计标准

根据I#施工支段主洞内目前的地下水量，通过排水管管径计算情况，排水系统设计标准如表5。

表5

I#施工支洞排水系统设计标准

材料用量

项次项目名称说明备注

单位数量

泵机选用WQY2OO-37型I.在隧洞K0+66m处安水泵,抽入取水口首部闸

台2

1取水口排水水泵

DN3(X)热扎管门口外20m4

95mm2铝芯多股线m1202.电源线从主洞排水专线接入。

钢管管道

m105

电源线路

台3/3

泵机选用WQY200-37/22

施工支洞排水水系1,排水管道设置在左侧风水管下分成两排布置：

型m720

钢管管道2.电源线从变压㈱接扩，且过柴油发电机配电箱：

2DN300热扎管

电源线路3.电源线布置在支洞左硼原电源线支架匕

240mm2铝芯多股线in1170

柴油发电机4.柴油发电机安放在支洞出口右侧机房内.

330(200+130)KW

台2

31

台

泵机选用WQY2OO-2-

主河内排水水泵1.主洞内排水按分段截流，分级排水的方案排水：

18.5里

3排水管道ID32002.排水管道布区在磁洞右侧下方距地10m处：

DN2(X)热扎管/帆布管

电源线路3.数量栏前者用于上游，后者用于下游。

24C/l50mm2铝芯多股线

m

850/1550

4川工局一一支洞「1线路240mm2铝芯线in1300补偿线路，接入总配电箱

2排水系统布置

2.1排水管线布置

根据I#施工支洞段施工情况，原其支洞左侧壁上方布置有施工动力及照明线，下方布置有供风、供水

管线，管线下方尚有空间可以布置排水管道，主洞施工所设置的供风、供及电源均在右侧，下方亦有位

置布置排水管线，取水口可以直接敷管线在底板面。

2.2电源线路的布置

根据现场的情况，可以在原电站线支架上加装电源线路，不需另外设置支架架设电源线路。

2.4排水系统配套设施配备

为保证排水系统的正常运行，还必须配备系统的配套设施，I#施工支洞段排水系统机械设备及材料配置

见表6所示。

表6

排水系统配套设施配备表

备

序号设施名称型号或说明单位数量：

注

台

1反铲小型1女装、开挖集水井、转运设备

2配电箱动力3箱内配空气开关等

套

3动力配电箱动力套1主配电箱，支洞洞口柴油发电机旁

4动力配电箱动力套6分配电箱，上游2处，下游3处，支洞口1处。

5油送个1

25t

6简易房屋m2176车间、值班室、油罐、工棚等.见表8

简易

7消防器材干粉套9主洞6,支洞1,发电机1,油站1

2.5系统运行机构

表7

系统运行机构配备表

序号机构管理抽水发电维修司机合计

1工程部224

2系统运行32022229

2.6机房、库房、值班室、工棚配置

发电机安装在施工支洞洞口右侧，为保证系统的运行，应设置相应的简易房屋，采用M7.5浆砌石根底、

空心砌块砌墙体、石棉瓦屋和木门窗，地面浇10cm混凝土，房屋四周设简易排水明沟，各种简易房屋

配备见表8。

表8

系统简易房屋的设置

单位：m2

发电机房配电房值班室油库工棚维修车间合计

205101812310176

3系统施工及设备安装要求

⑴集水井

集水处于排水系统的首部，为保证集水井所处受流动水的作用不致遭到破坏，集水井拟采用中28钢筋

做成钢筋笼，放置在集水内，钢筋笼外填满大块石渣，保证集水井的外形尺、匕有利于集中水源，集水

井做法见右上图所示。

（2）排水管道

排水管道安装，主洞在隧洞右侧下方，施工支洞在左侧下方，取水口在底板面上，。

凡须通过路面时，需将管道埋设在路面下500mm以下，防止车辆压坏管道或致使其变形，覆盖局部可

采用C20混凝土浇注（或采用符合路面填筑材料），排水管道通过路面时做法见右下列图所示。

管道在拐弯部位，不能做成直弯，增加管内阻力。

排水管道安装时应要求其可靠置于地面或支架上，安装后应采取保护措施。

⑶泵机安装

泵机安装前应严格检查其完好率，电源线路的绝缘性能等情况，并由专人安装，按现场施工管理人员的

要求进行安装。

（4）电源线路及配电箱

排水电源线路架设在原洞内电源线支架上，按“三相四线制”标准敷设线路，主线必须经过各主配电箱

和分配电箱，总体形成电源线路的串连方式布置，采取“多级保护”措施；水泵用电必须遵循“一机一

闸”用电要求，水泵均从配电箱接入，配电箱设置在隧洞侧墙（或指定位置）上，按配电箱安装要求进

行安装，配电箱应配置断电器，漏保器及闸刀等。单机水泵采用小型配电箱。

（6）设备安装及抢险应急

因隧洞已经贯穿，隧洞进水口的闸门亦未完全封蔽，加之今年降雨量大，河道水量增大，不断有水涌进

隧洞内，山体的地下水也难以预见。为此，需配置一台小型反铲配合排水系统的安装、运行和管理。另

一作用在于：防止紧急情况下，局部大型排水设备和其他不可预见性险情发生，必需配备。使用时与工

程部主管人员联系，保证排水系统的需要。

（7）油罐的安装

因系统设置了反铲、柴油发电机组，必须配备油库，油库采用一个25t左右油缺罐，油罐的安装必须按

要求进行设置和管理，油罐设置易房屋20m2,做法同发电机组房。

18）消防器材

为保证排水系统的管理要求，对整体排水系统共设置9套消防器材。

4系统的运行及管理

1#施工支洞排水系统自开始修建至正式使用，建设期预计需20d左右。

排水系统正式运行前，对抽水的人员应先进行岗前培训或交底，对整个系统制定操作及管理制度，认真

填写运行情况，作好交接班制度。集水井和主洞内的排水沟应有专人负责清淤工作，实行24h值守制。

柴油发电机属补充排水系统的重要电源之一，两台机组应设备专人管，配备维护人员。

5系统的风险分析及方案调整

本次拟定的排水系统，其风险主要在两个方面：一是本次拟定的排水系统是按1#施工支洞目前的需排

水量设计的，受自然气候的影响，洞内地下水情亦会发生变化，有可能还会出现更大的地下水，需再次

调整排水资源投放；另一方面，是如何保证排水系统的正常运行，保证排水系统机械设备、管道和线路

等的完好率，充分认识并防患是必要的。因此，考虑此情况，必要时可以从以下几个方面改良：

（1）施工支洞口再增加DN300管道，增加55kw水泵一台，电源线路通过计算再调整。

(2)对排水系统的重要设施，亦增加照明设施，增加适当的人员进行管理和指挥。

(3)柴油发电机应设置围护结构和防雨设施，设置管理人员的值班室，配备25t左右油皤一个，油罐

的设置应符合油库管理规定。

(4)排水运行情况随时与工程部主管负责人取得联系，适时掌握排水动态。

6质量平安保证措施

6.1质量保证措施

针对1#施工支洞的施工条件及管理要求，施工质量应符合施工标准和操作规程，讲求科学、合理，注

重管理。

(1)成立管理机构，对本次施工组织微观控制。

(2)特殊工种必须持证上岗，重要部位的操作人员必须现场交底或简单培训，再实际施工操作