引水隧洞施工抽排水方案.docx

引水隧洞施工抽排水方案

6
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。

尼泊尔上马相迪-A水电站BOOT项目
土建、金属结构及机电设备安装工程
（合同编号：SHR-UMHPBOOT-007）

引水隧洞施工抽排水方案

批准：
审核：
编制：

中国水利水电第十一工程局有限公司
上马相迪A水电站项目部
3月25日

目录

1、工程概述 1
1.1、引水隧洞简要 1
1.2、水文地质条件 1
1.3、编制依据 1
1.4、编制说明 1
2、抽排水设计 2
2.1、自然排水 2
2.2、反坡排水 2
3、引水隧洞抽排水措施 3
3.1、水泵选型及性能计算 3
3.2、砂卵石洞段 3
3.3、1#施工支洞 3
3.4、2#施工支洞 3
3.5、3#施工支洞 4
4、资源配置 4
5、安全保证措施 4
6、附件 5

引水隧洞施工抽排水方案
1、工程概述
1.1、引水隧洞简要
引水隧洞由砂卵石洞段和岩石洞段组成，全长4952.749m，为下坡洞，坡度为0.0044其中砂卵石洞段长度220m(引0+127.51~0+347.51)，开挖断面7.2*7.2m，按上下台阶一次开挖完成。岩石洞段长度4733.259m（引0+342～5+075.259），开挖断面马蹄形，直径6.6m，底部宽度3.6m，按上下半洞分两次爆破开挖，下半洞预留1.2m。引水隧洞施工共设3条施工支洞，分别布置在1#：2+417.809、1#：4+991.79、3#：压0+090桩号处，其中：1#支洞为上坡洞，长度338.6m，洞口与主洞高差8.675m； 2#支洞为上坡洞，长度188m，洞口与主洞高差8.675m；3#支洞为下坡洞，长度98m，洞口与主洞高差22.5m。
1.2、水文地质条件
引水隧洞地质构造主要以节理、片理、断层发育为主。节理节理一般呈闭合～微张状态，局部张开3～5cm，充填岩片、风化岩屑等。隧洞主要穿过6条断层，其中4条断层沿冲沟发育。隧洞地下水类型以基岩裂隙水为主，以潜水为主，局部略具承压性，受孔隙水和大气降水补给，其中隧洞进口段为松散覆盖层中孔隙水。隧洞均位于地下水位以下，冲沟、断层发育部位以及松散覆盖层的隧洞段，地下水活动较为活跃。
1.3、编制依据
本方案结合招投标文件水文地质条件、水泵使用情况，编制引水隧洞施工抽排水方案，明确抽排水方式、水泵型号、数量、抽排管路布置等，以解决洞内抽排水问题，保证隧洞正常施工。
1.4、编制说明
由于引水隧洞抽排水布置受隧洞开挖累计进尺、隧洞地质条件、降雨量影响，施工过程中根据开挖揭露情况进行结合本方案对具体配置的水泵型号、数量、排水管线进行调整，当洞内出水量超过原计算分析时，根据工程师意见和现场情况加大抽排水相关资源设备的配置和投入，确保掌子面工作的正常推进。
2、抽排水设计
为使洞内的水不长时间浸泡地基，破坏持力层，在支洞两侧，主洞隧洞右侧底板高程以下开挖排水沟，尺寸宽度、高度0.5*0.8m，横向开挖基础面向排水沟内放坡，坡度0.03。根据引水隧洞前进方向坡度，抽排水方式分为自然排水和反坡排水：
2.1、自然排水

自然排水即洞内施工前进方向为上坡，洞内的水由排水沟靠自身重力自然流向洞外，不需要抽水机抽排。
2.2、反坡排水
反坡排水即洞内施工前进方向为下坡，利用隧洞内的侧沟汇集到集水井再由水泵排水。洞内水向工作面汇集，需要及时抽排，以防止施工掌子面水积聚过深，影响隧洞围岩的稳定和危及隧洞施工的机械设备及施工人员的安全，影响正常的施工生产。洞内反坡排水方式，根据坡度、水量和设备情况布置管路和集水井，一次或分段接力排出洞外。根据本隧洞的实际情况，拟在施工中采用的反坡排水系统布置接力式反坡排水
对于输送距离较长，水流沿程损失较大时，分段开挖集水坑的井，采用接力的方式将水抽至最后一个集水井，然后由水泵抽排至洞外的污水沉淀处理池。如下图：

这种抽排方式优点是对水泵功率要求较小，不需大扬程、流量水泵，而且安装排水管路较少；缺点是需要开挖集水井较多，需水泵数量较多，维护较麻烦。
3、引水隧洞抽排水措施
3.1、水泵选型及性能计算
根据招投标水文地质条件和总体设计，由于主洞坡度较缓，水泵在洞内抽排水损耗主要以沿程损耗为主，根据“沿程损耗为1.5m扬程/10m水平输送距离”的经验公式分析，查相关资料该水泵效率E=73%，一台4.5KW污水泵常见水泵最大输送距离L=(H/1.5)*10 =226m，每台水泵梯级控制距离按200m进行布置。
本工程考虑采用的水泵主要参数为：功率4.5KW、扬程H=34m、流量Q=43m3/h，每天抽排水时间结合按16~18小时分析，各工作面的水泵配置根据开挖进尺进行梯级增加，根据招投标文件进度分析及水泵全面配置后整个引水隧洞的日抽排水量为按照4台进行布置，洞室下游侧的梯级水泵4，即每天能抽排的最大抽排水量为2260m3/d，现确定引水隧洞每天出水量为2260m3。请各方结合招投标文件对初始水量进行确认。
3.2、砂卵石洞段
暗涵混凝土浇筑完成后对砂卵石段进行开挖施工，砂卵石段开挖阶段排水为反坡排水，暗涵长度为127m，开挖工作面设置临时水泵坑配置4.5kw水泵抽排水至暗涵进口。在暗涵段布置1路Ф125钢管作为主排水管路，随隧洞进尺增加。
每天的抽排水量为43m3/h×18h×0.73=565m3。
3.3、1#施工支洞
1#施工支洞为上坡洞，支洞及上游侧开挖均为自然排水，下游侧为反坡排水，预计开挖长度1287m(2+417~3+704)。主洞上游侧排水在支洞口设置挡水坎直接由支洞左侧排水沟排至支洞口，下右侧主洞排水直接抽至支洞右侧排水沟。支洞下游随主洞开挖按接力式反坡排水方式开挖固定泵坑，泵坑容水量3m3,泵坑间距200m，每个集水坑配置1台4.5kw水泵，1路Ф125钢管，至贯通掌子面配置4级水泵，1290m钢管。
经过梯级排水设计，每天的排水量为43m3/h×18h×0.73=565m3。
3.4、2#施工支洞
2施工支洞为上坡洞，支洞及上游侧开挖均为自然排水，在支洞口设置挡水坎直接由支洞左侧排水沟排至支洞口。下游侧为反坡排水，输送距离较短，配置4.5kw水泵及4寸水带排至支洞口右侧水沟。
每天的最大抽排水量为43m3/h×16h~18h×0.73=565m3。
3.5、3#施工支洞
3#施工支洞为下坡洞，长度98m，支洞口进口较低，为防止雨水灌入洞内，在洞口设置挡水坎及10m3水泵坑，埋设Ф300钢管引至河道。支洞与主洞交叉段设置3m3水泵坑，配置4.5kw水泵1台，1根Ф125钢管引至洞口水泵坑。
每天的抽排水量为43m3/h×18h×0.73=565m3。
4、资源配置
（1）各部位水泵配置表
序号
部位
投入使用水泵
备用水泵
备注
1
砂卵石洞
1
2

2
1#支洞
5
梯级使用前其它水泵调剂使用
3
2#支洞
1

4
3#支洞
1

说明：根据各部位抽排水设计，共架设Ф125排水钢管1500m，掌子面附件的4寸排水软带200m
（2）抽排水人员配置表
部位
管理人员
水电安装工
抽水工
砂卵石洞
2
2
3
1#施工支洞
3
3
8
2#施工支洞
2
2
3
3#施工支洞
1
2
3
合计
8
9
17
注：水电安装工协助抽水工对所布设管路及泵坑进行维护清理。
5、安全保证措施
（1）、施工作业人员必须严格按操作规程进行操作，不得违章作业。
（2）、施工区域设置安全警示，加强水、电的管理。 
（3）、水泵安装工必须了解排水系统，熟悉掌握排水设备的构造、性能、技术特点、工作原理，并要做到会使用、会维护、会保养、会排除一般性故障。
（4）、水泵运行中出现水泵异常震动或有故障性异响、 不抽水、 泵体闸阀和法兰严重漏水、电动机冒烟、冒火时立即停机，排除故障后继续抽排。  
6、附件
《引水隧洞施工抽排水水泵、管路布置图》