TBM施工供排水设计分析.pdf

2 0 1 4年第 8期 ( 第 4 2卷 ) 黑龙江水利科技 He i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y NO ．8 ． 2 01 4 ( T o t a l N o ． 4 2 ) 文章编号： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 0 8— 0 1 0 9—0 2 T B M 施工供 排水设计分析 徐博 ， 林瀚 ( 1 ． 辽宁润 中供水有限责任 公司， 沈 阳 1 1 0 1 6 6 ； 2 ． 辽 宁省大伙房水库输水工程建设局 ， 沈阳 1 0 0 1 6 6 ) 摘要： T B M在施工过程中需要对设备降温除尘 ， 因此需要大量的清洁水， 在施工过程中不可 避免产生废水。该工程在地下 6 0～1 5 0 0 m处施工 ， 不可避免要有地下水 ， 施工过程所产生的 废水及其施工本身产生的水要及时排出洞外 ， 为此要有可靠的供排水技术。 关键词： T B M； 供水； 排水 ； 水管； 设备 ； 材料 中图分类号： T U 9 9 2 文献标识码： B 0 引 言 大伙房水库输水工程是一项大型调水工程。主 体工程为深埋 长大隧洞。T B M3标段主洞起点设计 底高程2 0 1 ． 8 1 m， 终点设计底高程1 9 4 ． 0 IT I 。在桩号 7 6+ 4 0 8 ． 1 5 n l 与 1 6 支洞相 交。本 标段 隧洞施 工具 有长度大、 断面大、 单机掘进距离长、 支洞坡度大、 存 在不 良地质影响 、 工期紧迫等特点。 l 施工供水 T B M在掘进过程中， 刀盘处要喷水 降温、 除尘 ， 许多设备要用水冷却 ， 因此需要 洞外 供应足量 的清 洁水 。T B M3—1段施工时 ， 在 主洞 出 口附近设微机 自动调压 供水设 备 给 T B M供 水 ， 洞 内供 水用 4 ” 钢 管。T B M3— 2段施工时， 在 1 6 支洞 口设 4 ” 水泵并在 山坡上设储水池 ， 用 4 ” 钢管供入主洞 内。 T B M后配套上备有供水水管卷筒 ， 当软水 管全 放出时延长钢水管一次 ， 把软水管重新卷到卷筒上 ， 每次软管接长3 0 0 I T I _ 】 j 。 2 施 工排水 2 ． 1 一般排水 T B M3段地质条件较差 ， 地 下水 较多 ， 应对地 下 水的排 除有 充 分 的考 虑 ， 一般 洞段 的渗水 量 均按 2 ． 5 IT I 。 ／ ( m i n k m ) 考虑。各集水井排水量 = 渗水 量 +施工机 械用水 量 +涌水量 。根 椐地 质条件 预 测 ， 洞 内 一 般 涌 水 量 约 6 IT I ／ h 。T B M 用 水 量 为 1 2 m ／ h 。T B M上安装1 0 0 m ／ h 的潜水泵 ， 施工机械 用水和涌水量按此流 量计算 。T B M3段主洞 内污水 均排至主洞出 口的污水处理厂， 处理达标后排入 苏 子河 中。T B M3段逆坡 掘进有利于排水 ， 因此 ， 应充 分利用这一有利条件 ， 节约投资。 根据施工方案 ， 轨道钢梁下有足够空 间( 1 4 c m 高) 排水 ， 满足 自流排水条件。对于Ⅳ、 V类 围岩段 ， 在开挖完毕后尽快进行全周喷混凝土 ， 以尽早 封闭 围岩 ， 减少渗水对围岩稳定的影响。 T B M3— 2段掘进 时， T B M3—1段进行衬砌作业 ， 因衬砌段与未衬砌段的底板有高差 ， 水会 积在处于 上游 的未衬砌段 ， 必须在 1 6 支洞与主洞交叉点处设 一 集水井 在集水 井 内安装 大流 量 ， 低扬程 水泵 ， 把 T B M3 —2段污水抽到 1 6 支洞外的污水处理池 内。 2 ． 2 排除涌水 的能力储备 在掘进过程中 ， 进行超前地质预报 ， 对发现的地 下水富集带提前处理 。即使如此 ， 因地质条件 的不 确定性 ， 也预备一定的涌水超排能力 。 一 般洞段 在 喷锚支 护后 ， 渗水 量将 大大减 少。 对于易发大规模涌水的洞段用超前地质预报和超前 钻探探明后 ， 采取注浆封堵或排堵结合措施 ， 减少渗 水量。各集水井均备用排水能力超过一般排水能力 5 0 ％的水泵。钢管直径均按一般排水流量 的 1 ． 5倍 选取。保证可以排出相 当于一般排水 1 ． 5倍流量的 涌水的能力 。为支洞排水 而安装在 l 6 支洞 与主洞 交叉点处的集水井 中的 四台高扬 泵在 T B M 3 段 [ 收稿 日期] 2 0 1 4— 0 4— 2 4 [ 作者简介] 徐博( 1 9 8 8一) ， 男， 山东沂水人 ， 助理工程师； 林瀚( 1 9 8 8一) ， 男， 辽宁庄河人 ， 助理工程师。 - - - —— 1 0 9 ---— — 2 0 1 4年第 8期 ( 第 4 2卷 ) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ．8 ． 2 01 4 ( T o t a l N o ． 4 2 ) 施工时不拆除 ， 作为备用排水设备。 2 ． 3 设备 T B M 3段施工排水设备如表 1 所示 。 表 1 T B M3标段各集水井水泵型号表 注 ： 表 中 水 泵 致 萤 不 包 括 备 用 水 泵 。 当 栗 一 集 水 井 只 有 1台工 作 泵 时 ， 备 用 1台同型号的水泵。当某一集水井有 2台以上工作泵时， 备用泵流量不小于所 有工作泵流量的5 0 ％， 并且不小于流量最大 1台水泵的流量。 3 技术供 应 T B M3段施工供、 排水设备 、 材料如表 2所示 。 4 注意事项 注意事项有以下8点： ①由于隧洞坡度平缓， 一 般情况下依靠 自流排水 ， 由于掘进 时排出的 自流水 污浊 、 富含泥沙 ， 在 自流过程 中容易 淤积， 导致轨道 两侧流水不畅、 局部积水， 影响施工。因此， 隧道沿 途应安排专人清淤， 保持水流顺畅。②进入富水地 段时水量大且不稳定 ， 施工污水 、 涌水 汇聚， 为此应 根据 T B M刀盘后部积水量的大小 ， 确定潜水泵或 自 吸泵的数量、 位置开启与关闭时间。③T B M刀盘后 一 1 l 0 一 部潜水泵所抽排的水和 T B M各系统冷却用水经管 路进入后配套污水箱， 当污水箱的水位接近最高水 位线时启动污水 回水泵 ， 将污水排人后部 沿程集水 井 。逐级抽排 回水 泵 即可满足需要 。④T B M 掘进 时， 该卷筒水管要随掘进而延伸 ， 当卷筒水管仅剩 1 — 2圈时 ， 应接长排水钢管 ， 回收污水 管， 防止 T B M 拖拉后配套时将污水管拉断 。此处需专人负责卷筒 水管的收放及尾部管路检查。⑤所有潜水泵工作时 必须浸入水中， 以防水泵空转干磨而损坏。⑥污水 进入集水井后 ， 经沉淀净化处理 ， 所含沙子 、 碎 石残 存于水井底部。正常掘进时暂定每 1 0～1 5 d 清理一 次。如遇富水区， 则应缩短清理时间间隔。⑦潜水 泵工作或非工作状态时， 必须底座着地、 落稳， 以防 掘进过程中在振动的作用下造成导链突然断裂而损 坏水泵 。只有在 T B M换步过 程 中才允许用导链 将 水泵提起 ， 随机架 向前移动 ， 换步完成后应立 即将水 泵落下并可靠放置。⑧排水系统最容易出故障的部 位是电气 ， 应注意防潮 。 表 2 T B M3段供、 排水设备、 材料表 参考文献： [ 1 ] 李文富， 伊长友 ， 狄鑫卓 ．大伙房水库输水工程 T B M施 工管理方法[ J ] ． 华北水利水电学院学报， 2 0 1 1 ， 3 2 ( 0 4) ： 61—6 4．