趙輝

摘 要：本文介紹了長(zhǎng)距離、大坡比斜井兩級(jí)施工排水，并通過(guò)計(jì)算分析，選擇無(wú)縫鋼管作為排水管路，選擇耐磨臥式離心泵作為排水設(shè)備，同時(shí)根據(jù)涌水量分梯度進(jìn)行排水管理，為長(zhǎng)大隧洞施工排水提供了可借鑒的控制措施。

關(guān)鍵詞：斜井;排水;控制措施

中圖分類號(hào)：U453 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）01-0092-02

1 工程概況

新疆某輸水工程Ⅶ標(biāo)段隧洞長(zhǎng)度38.3km，采用2臺(tái)TBM施工（即TBM1、TBM2），其中：TBM1控制段長(zhǎng)18.2km，排水規(guī)模420m3/h;TBM2控制段長(zhǎng)度20km，排水規(guī)模566m3/h。在隧洞左側(cè)布置一條斜井，斜井長(zhǎng)度5352.2m，縱坡11.5%，擔(dān)負(fù)著TBM施工期間物料運(yùn)輸、施工排水等任務(wù)[1-6]，總排水規(guī)模986m3/h。

2 排水管長(zhǎng)度、高差

斜井長(zhǎng)5352.2m，縱坡11.5%，排水規(guī)模986m3/h，設(shè)置兩級(jí)排水，其中：第一級(jí)排水管路長(zhǎng)度2662m，排水高差291.0m;第二級(jí)排水管路長(zhǎng)度2912m，排水高差313.7m。

3 管徑選擇

排水系統(tǒng)管路流速取1.0～2.2m/s，排水管選型計(jì)算如下：

通過(guò)計(jì)算，支洞排水管徑418mm，按管路斷面面積進(jìn)行估算，配置3條管路，其中：2條Φ219mm、1條Φ325mm管路。

4 管道壁厚計(jì)算

排水管路的管壁厚度計(jì)算和選擇按下列公式計(jì)算：無(wú)縫鋼管

式中：—計(jì)入附加厚度后的管壁計(jì)算厚度（cm）;—管子計(jì)算壁厚（cm）;c—計(jì)入制造負(fù)偏差和腐蝕的附加厚度（cm）;—計(jì)算管段的最大工作壓力（MPa），取5.0MPa;—管子外徑（cm）;—管子焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取1;[]—管材許應(yīng)力（MPa），選擇無(wú)縫鋼管，[]=85MPa。

（1）Φ219mm鋼管：

通過(guò)計(jì)算，斜井排水管路選擇2條9.0mm厚Φ219mm無(wú)縫鋼管。

（2）Φ325mm鋼管：

通過(guò)計(jì)算，斜井排水管路另選擇1條12.0mm厚Φ325mm無(wú)縫鋼管。

5 水泵配置

根據(jù)排水規(guī)模以及管路布置，配置5臺(tái)臥式離心泵，其中：Q1=155m3/h、Q2=155m3/h、Q3=155m3/h，共用2條Φ219×9mm管路，單管單泵情況排水量155m3/h，兩管三泵情況排水量按426m3/h考慮;Q4=280m3/h、Q5=280m3/h，共用1條Φ325×12mm管路，2臺(tái)水泵排水量按560m3/h考慮。通過(guò)以上配置，滿足最大排水規(guī)模986m3/h要求。

5.1 實(shí)際流速計(jì)算

5.4 水泵選型

斜井排水選用耐磨、臥式多級(jí)離心泵，每級(jí)布置5臺(tái)，其中：3臺(tái)MD155-67×6P，技術(shù)參數(shù)：Q=155m3/h、H= 402m、N=280kW;2臺(tái)MD280-100×4P，技術(shù)參數(shù)：Q= 280m3/h、H=400m、N=500kW。

6 集水倉(cāng)布置

為滿足施工排水需要，洞內(nèi)設(shè)置兩處集水倉(cāng)，采用鉆爆法開(kāi)挖，有效容積均為500m3。

7 施工排水控制

斜井施工排水按流量梯度進(jìn)行合理優(yōu)化，根據(jù)水泵及排水管路布置，選100m3/h、200m3/h、300m3/h、420m3/h、560m3/h、700m3/h、850m3/h、1000m3/h八個(gè)涌水量為節(jié)點(diǎn)，分八級(jí)梯度進(jìn)行排水過(guò)程管理，每梯度涌水量情況下分啟用不同排水水泵和排水管路[7-9]，排水分梯度施工流程見(jiàn)表1。

8 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述計(jì)算分析，長(zhǎng)距離、大坡比斜井設(shè)置兩級(jí)排水是合適的，排水管路、排水設(shè)備選型是適宜的，為確保排水系統(tǒng)正常運(yùn)行，在具備條件下盡量減少級(jí)數(shù)，以降低故障風(fēng)險(xiǎn)。

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