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

13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棄砧和固體廢棄物處理...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C1I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)I#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)比下水，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O.l-O.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

(I)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O.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I300

余米，原電源線路只能作為照明和開挖機械設備使用，根據(jù)排水需求，必須另敷設專線。

(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

I#施工支洞排水系統(tǒng)管道計算見表1。

表1

排水管計算表

計兌結(jié)果管道選擇

任務名

部位計算公式根本資料DF管徑數(shù)最

稱

(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—管道直徑,m

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

水管"一管道經(jīng)濟流速，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2o

表2

排水系統(tǒng)水泵選型及配置

單位：臺

主洞

水泵規(guī)格取水口施工支洞備注

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

根本資料頂峰負荷功率

任務名

部位計算公式

稱

（P）有功功率（KW）

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

式中，p-供電系統(tǒng)頂峰負荷時的有功率,kw：

支洞508.5267.46

K1一考慮未計算及的施工中發(fā)生變化的余度系統(tǒng),一般取11-1.2；

主洞上游

1#施工K2—各用電設備組之間用電同時系統(tǒng),一般取0.6?0.8：202.0[Oil

支洞用K3一配電變壓器和配電線路的損耗補償系數(shù)，一般1.06：

電負荷Kc一需要系統(tǒng)，0.75~0.6（泵站）:

量主洞下游Pc—各用電設備組的額定容量.kw：55.53290

用一空內(nèi)照明負荷，kw,7w/m2（泵站）：

Pn一室外照明負荷，kw,3w/iu2（廊道）.

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）（cos8無功未補償時一般可取0.70?0.75,補償后應在Q8?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件施工支洞EPC配備了一臺8（）0k\，A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800kyA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

線材選擇備

電壓線路長度

用電部位

材質(zhì)截面

(kv)(mm2)(m)

注

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

川工局一支洞0.38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)設計標準

根據(jù)I#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)設計標準如表5。

表5

I#施工支洞排水系統(tǒng)設計標準

材料用量

項次項目名稱說明備注

單位數(shù)量

泵機選用WQY2OO-37型I.在隧洞K0+66m處安水泵,抽入取水口首部閘

臺2

1取水口排水水泵

DN3(X)熱扎管門口外20m4

95mm2鋁芯多股線m1202.電源線從主洞排水專線接入。

鋼管管道

m105

電源線路

臺3/3

泵機選用WQY200-37/22

施工支洞排水水系1,排水管道設置在左側(cè)風水管下分成兩排布置：

型m720

鋼管管道2.電源線從變壓㈱接擴，且過柴油發(fā)電機配電箱：

2DN300熱扎管

電源線路3.電源線布置在支洞左硼原電源線支架匕

240mm2鋁芯多股線in1170

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

330(200+130)KW

臺2

31

臺

泵機選用WQY2OO-2-

主河內(nèi)排水水泵1.主洞內(nèi)排水按分段截流，分級排水的方案排水：

18.5里

3排水管道ID32002.排水管道布區(qū)在磁洞右側(cè)下方距地10m處：

DN2(X)熱扎管/帆布管

電源線路3.數(shù)量欄前者用于上游，后者用于下游。

24C/l50mm2鋁芯多股線

m

850/1550

4川工局一一支洞「1線路240mm2鋁芯線in1300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)I#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，不需另外設置支架架設電源線路。

2.4排水系統(tǒng)配套設施配備

為保證排水系統(tǒng)的正常運行，還必須配備系統(tǒng)的配套設施，I#施工支洞段排水系統(tǒng)機械設備及材料配置

見表6所示。

表6

排水系統(tǒng)配套設施配備表

備

序號設施名稱型號或說明單位數(shù)量：

注

臺

1反鏟小型1女裝、開挖集水井、轉(zhuǎn)運設備

2配電箱動力3箱內(nèi)配空氣開關(guān)等

套

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油送個1

25t

6簡易房屋m2176車間、值班室、油罐、工棚等.見表8

簡易

7消防器材干粉套9主洞6,支洞1,發(fā)電機1,油站1

2.5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224

2系統(tǒng)運行32022229

2.6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)施工及設備安裝要求

⑴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，集水井擬采用中28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、匕有利于集中水源，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。

⑶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

排水電源線路架設在原洞內(nèi)電源線支架上，按“三相四線制”標準敷設線路，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

要求進行設置和管理，油罐設置易房屋20m2,做法同發(fā)電機組房。

18）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)的重要設施，亦增加照明設施，增加適當?shù)娜藛T進行管理和指揮。

(3)柴油發(fā)電機應設置圍護結(jié)構(gòu)和防雨設施，設置管理人員的值班室，配備25t左右油皤一個，油罐

的設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