TBM施工供排水設計分析

徐 博，林 瀚

（1.遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽 110166；2.遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，沈陽 100166）

TBM施工供排水設計分析

徐 博1，林 瀚2

（1.遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽 110166；2.遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，沈陽 100166）

TBM在施工過程中需要對設備降溫除塵，因此需要大量的清潔水，在施工過程中不可避免產生廢水。該工程在地下60～1500m處施工，不可避免要有地下水，施工過程所產生的廢水及其施工本身產生的水要及時排出洞外，為此要有可靠的供排水技術。

TBM；供水；排水；水管；設備；材料

0 引 言

大伙房水庫輸水工程是一項大型調水工程。主體工程為深埋長大隧洞。TBM3標段主洞起點設計底高程201.81m，終點設計底高程194.0m。在樁號76＋408.15m與16＃支洞相交。本標段隧洞施工具有長度大、斷面大、單機掘進距離長、支洞坡度大、存在不良地質影響、工期緊迫等特點。

1 施工供水

TBM在掘進過程中，刀盤處要噴水降溫、除塵，許多設備要用水冷卻，因此需要洞外供應足量的清潔水。TBM3－1段施工時，在主洞出口附近設微機自動調壓供水設備給TBM供水，洞內供水用4″鋼管。TBM3－2段施工時，在16＃支洞口設4″水泵并在山坡上設儲水池，用4″鋼管供入主洞內。

TBM后配套上備有供水水管卷筒，當軟水管全放出時延長鋼水管一次，把軟水管重新卷到卷筒上，每次軟管接長300m［1］。

2 施工排水

2.1 一般排水

TBM3段地質條件較差，地下水較多，應對地下水的排除有充分的考慮，一般洞段的滲水量均按2.5m3／（min·km－1）考慮。各集水井排水量 ＝滲水量＋施工機械用水量＋涌水量。根椐地質條件預測，洞內一般涌水量約6m3／h。TBM用水量為12m3／h。TBM上安裝100m3／h的潛水泵，施工機械用水和涌水量按此流量計算。TBM3段主洞內污水均排至主洞出口的污水處理廠，處理達標后排入蘇子河中。TBM3段逆坡掘進有利于排水，因此，應充分利用這一有利條件，節約投資。

根據施工方案，軌道鋼梁下有足夠空間（14cm高）排水，滿足自流排水條件。對于Ⅳ、Ⅴ類圍巖段，在開挖完畢后盡快進行全周噴混凝土，以盡早封閉圍巖，減少滲水對圍巖穩定的影響。

TBM3－2段掘進時，TBM3－1段進行襯砌作業，因襯砌段與未襯砌段的底板有高差，水會積在處于上游的未襯砌段，必須在16＃支洞與主洞交叉點處設一集水井在集水井內安裝大流量，低揚程水泵，把TBM3—2段污水抽到16＃支洞外的污水處理池內。

2.2 排除涌水的能力儲備

在掘進過程中，進行超前地質預報，對發現的地下水富集帶提前處理。即使如此，因地質條件的不確定性，也預備一定的涌水超排能力。

一般洞段在噴錨支護后，滲水量將大大減少。對于易發大規模涌水的洞段用超前地質預報和超前鉆探探明后，采取注漿封堵或排堵結合措施，減少滲水量。各集水井均備用排水能力超過一般排水能力50%的水泵。鋼管直徑均按一般排水流量的1.5倍選取。保證可以排出相當于一般排水1.5倍流量的涌水的能力。為支洞排水而安裝在16＃支洞與主洞交叉點處的集水井中的四臺高揚泵在TBM3—2段施工時不拆除，作為備用排水設備。

2.3 設備

TBM3段施工排水設備如表1所示。

表1 TBM3標段各集水井水泵型號表

3 技術供應

TBM3段施工供、排水設備、材料如表2所示。

4 注意事項

注意事項有以下8點：①由于隧洞坡度平緩，一般情況下依靠自流排水，由于掘進時排出的自流水污濁、富含泥沙，在自流過程中容易淤積，導致軌道兩側流水不暢、局部積水，影響施工。因此，隧道沿途應安排專人清淤，保持水流順暢。②進入富水地段時水量大且不穩定，施工污水、涌水匯聚，為此應根據TBM刀盤后部積水量的大小，確定潛水泵或自吸泵的數量、位置開啟與關閉時間。③TBM刀盤后部潛水泵所抽排的水和TBM各系統冷卻用水經管路進入后配套污水箱，當污水箱的水位接近最高水位線時啟動污水回水泵，將污水排入后部沿程集水井。逐級抽排回水泵即可滿足需要。④TBM掘進時，該卷筒水管要隨掘進而延伸，當卷筒水管僅剩1～2圈時，應接長排水鋼管，回收污水管，防止TBM拖拉后配套時將污水管拉斷。此處需專人負責卷筒水管的收放及尾部管路檢查。⑤所有潛水泵工作時必須浸入水中，以防水泵空轉干磨而損壞。⑥污水進入集水井后，經沉淀凈化處理，所含沙子、碎石殘存于水井底部。正常掘進時暫定每10～15d清理一次。如遇富水區，則應縮短清理時間間隔。⑦潛水泵工作或非工作狀態時，必須底座著地、落穩，以防掘進過程中在振動的作用下造成導鏈突然斷裂而損壞水泵。只有在TBM換步過程中才允許用導鏈將水泵提起，隨機架向前移動，換步完成后應立即將水泵落下并可靠放置。⑧排水系統最容易出故障的部位是電氣，應注意防潮。

表2 TBM3段供、排水設備、材料表

［1］李文富，伊長友，狄鑫卓.大伙房水庫輸水工程TBM施工管理方法［J］.華北水利水電學院學報，2011，32（04）：61－64.

TU992

B

1007－7596（2014）08－0109－02

2014－04－24

徐博（1988－），男，山東沂水人，助理工程師；林瀚（1988－），男，遼寧莊河人，助理工程師。