CN109519219B - 一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，通过在隧道仰拱部位设置8个水仓，水仓与水仓间设置隔墙，隔墙厚度1m，隔墙上设置引流孔，保证水仓相互连通；单个水仓宽度12.8m，有效长度10m，深度1.5m，单个水仓储水量为136m3，总储水量为1088m3，配置的抽水泵及排水管排水能力为6800m3/h。本发明所述设水仓抽排水的方法，通过在隧道内设置多个水仓，能够抵抗突涌水淹井的风险，保障了隧道正常施工，工艺流程简单，现场实施容易、操作简便，投入费用低。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，隧道工程越来越多。隧道渗漏是隧道工程中的常见问题，长期的渗漏对于隧道的结构会造成很大的损害，甚至出现坍塌现象。隧道防排水是隧道工程施工的前提和基础工作，也是保证工程安全施工的必要措施。随着我国经济快速发展，道路建设事业逢勃发展，隧道作为道路的重要组成部分，其施工质量直接影响道路工程的质量，所以，隧道施工中，提高隧道排水处理是非常重要的。
正盘台隧道设计长度12.974km，隧道穿越侏罗纪上统张家口组多期喷发火山碎屑岩，围岩节理裂隙较发育～发育，地下水以基岩裂隙水为主，设进口、出口及4座斜井，1#～3#斜井间线路右侧设贯通平导。隧道修建过程中，1#～3#斜井多次发生突涌水，隧道涌水量大，尤其是2#斜井2017年10月12日发生突涌水，涌水量巨大，涌水瞬间将正洞已施工300m及斜井420m淹没，涌水后现场历时42天不间断抽排水将水位降至井底，造成现场施工进度迟滞不前。
如中国专利申请号为：CN201711480948.1的专利公布了一种岩溶富水隧道防排水施工方法，通过采取“防、排、截、堵结合，因地制宜、综合治理”的原则，引入防排结合的防水方法，确保工程安全、质量目标的实现。以解决类似铁盔山隧道这种岩溶富水隧道施工难度大，现有施工方法并不能很好适用，存在诸多安全隐患的问题。但是该发明不能适应如正盘山隧道中出现的突发性大规模涌水事故。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，用于满足日常及突涌水应急储备，避免了淹井风险，保障了隧道正常施工。
本发明所述设水仓抽排水的方法，包括如下步骤：
步骤1，准备施工：
在隧道的富水断面设计隧道水仓，计算开挖轮廓线空间坐标，根据计算数据，采用全站仪和水准仪进行轮廓控制点的放样；根据隧道水仓设计的横梁及纵梁的尺寸，在隧道外进行工字钢拼装焊接；隧道水仓包括第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓，每个水仓长度10m，宽度同隧道仰拱的填充宽度12.8m，隔墙厚度1m，合计总长88m，每个水仓储水136m3，合计储水1088m3；
步骤2，开挖基坑：
根据开挖轮廓线空间坐标，采用全站仪和水准仪进行轮廓控制点的放样，采用YT-28风钻对隧道仰拱预设点进行钻眼，底部及周边的钻眼间距小于50cm；在钻眼中放置炸药爆破，开挖隧道仰拱，每次开挖进尺小于3m；爆破后清理残药，并采用挖机配合装载机清除爆破残渣；开挖基坑的宽度相同于隧道仰拱填充宽度为12.8m，总长88m；
步骤3，修筑护墙：
整平开挖好的基坑面，采用C30混凝土浇筑基坑两侧护墙，护墙的宽度为90cm，高度为80cm，高度与隧道仰拱填充面齐平；
步骤4，修筑隔墙：
在基坑内部每隔10m修筑1处隔墙，隔墙采用C30钢筋混凝土，厚度1m；隔墙顶设置引流口，宽度50cm，深度25cm；隔墙内部沿环向设置主筋，直径22mm，间距25cm；隔墙内部沿竖向设置立筋，直径22mm，间距25cm；隔墙内部沿隧道纵轴方向设置分布筋，直径14mm，间距25cm；设置钢筋保护层厚度为5cm；
步骤5，修筑纵梁与横梁：
将隧道水仓的第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓的横向分为两部分，行车区间一侧宽7m，水泵区间一侧宽5.8m，中间采用护栏隔离；其中，行车区间纵梁采用长度12m的工36型钢铺设，两端分别置于隔墙上交错搭接，抵邻铺设(满铺设置)，搭接长度为1m；水泵区间纵梁采用工22型钢铺设，两端分别置于隔墙上，间距30cm；纵梁上层满铺1cm厚的花纹钢板，纵梁下方采用Φ22螺纹钢垂直于纵梁焊接；
在每个水仓内部设置两排支撑墩，每排3个，高度0.5m，长度1.5m，宽度0.5m，纵向间隔1米；支撑墩上采用工22型钢焊接成三角支撑结构，顶部连接支撑采用工22型钢制成的横梁，横梁间距2.5m并支撑纵梁；
步骤6，设置抽水泵：
在水泵区间设置抽水泵，在第二水仓、第三水仓分别安设4个200kw抽水泵，在第四水仓、第五水仓分别安设4台250kw抽水泵，在第六水仓安设2台355kw抽水泵，在第七水仓安设2台355kw抽水泵，在第八水仓安设1台1250kw抽水泵；
步骤7，排水管安设：
在第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓的右侧安设6道DN300排水管与斜排水管连通；
步骤8，抽排水：
抽水泵安设及排水管布设完毕后，进行正常抽排水。
进一步地，第一水仓为沉淀池，第六水仓、第七水仓、第八水仓为应急储备池；
进一步地，步骤5中的支撑墩内预设地脚螺栓，三角支撑结构的支腿与地脚螺栓焊接固定。
进一步地，第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓的底部仰角为3°。
进一步地，步骤6中还设有中央控制器，抽水泵均与中央控制器连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述设水仓抽排水的方法，通过在隧道内设置多个水仓，能够抵抗突涌水淹井的风险，保障了隧道正常施工，工艺流程简单，现场实施容易、操作简便，投入费用低。
2、本发明所述设水仓抽排水的方法通过设置中央控制器，实现智能管理，应急机制启动迅速，现场安全质量风险便于管控。
3、本发明所述设水仓抽排水的方法在基坑开挖过程中，设置基坑尺寸与隧道仰拱一直，做到永临结合，降低了施工成本。
附图说明
图1是本发明所述的隧道水仓平面布置图；
图2是本发明所述的隧道水仓纵断面图；
图3是本发明所述的隧道水仓横断面图；
图4是本发明所述的隧道水仓的隔墙配筋结构图；
图5是本发明所述的隧道水仓的纵梁结构示意图；
图6是本发明所述的隧道水仓的支撑墩排列结构图；
图7是本发明所述的隧道水仓的支撑墩结构示意图；
图8是本发明所述的隧道水仓的抽水泵及排水管结构示意图；
图9是本发明所述的隧道水仓的俯视图。
图中：1-隧道，2-隧道水仓、21-第一水仓、22-第二水仓、23-第三水仓、24-第四水仓、25-第五水仓、26-第六水仓、27-第七水仓、28-第八水仓，3-隧道仰拱，4-护墙，5-隔墙、51-主筋、52-立筋、53-行车区间、54-水泵区间，6-纵梁，7-横梁，8-支撑墩、81-地脚螺栓、82-三角支撑结构，9-护栏，10-花纹钢板，11-螺纹钢，12-抽水泵，13-排水管。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
本发明所述设水仓抽排水的方法，包括如下步骤：
步骤1，准备施工：
如图1、图2所示，在隧道1的富水断面设计隧道水仓2，计算开挖轮廓线空间坐标，根据计算数据，采用全站仪和水准仪进行轮廓控制点的放样；根据隧道水仓2设计的横梁7及纵梁6的尺寸，在隧道1外进行工字钢拼装焊接；隧道水仓包括第一水仓21、第二水仓22、第三水仓23、第四水仓24、第五水仓25、第六水仓26、第七水仓27、第八水仓28，每个水仓长度10m，宽度同隧道仰拱3的填充宽度12.8m，隔墙5厚度1m，合计总长88m，每个水仓储水136m3，合计储水1088m3；
步骤2，开挖基坑(图中未标注)：
根据开挖轮廓线空间坐标，采用全站仪和水准仪进行轮廓控制点的放样，采用YT-28风钻对隧道仰拱3预设点进行钻眼，底部及周边的钻眼(图中未示出)间距小于50cm；在钻眼中放置炸药爆破，开挖隧道仰拱，每次开挖进尺小于3m；爆破后清理残药，并采用挖机配合装载机清除爆破残渣；开挖基坑的宽度相同于隧道仰拱填充宽度为12.8m，总长88m；
步骤3，修筑护墙4：
如图3所示，整平开挖好的基坑面，采用C30混凝土浇筑基坑两侧护墙4，护墙4的宽度为90cm，高度为80cm，高度与隧道仰拱3的填充面齐平；
步骤4，修筑隔墙5：
如图3、图4所示，在基坑内部每隔10m修筑1处隔墙5，隔墙5采用C30钢筋混凝土，厚度1m；隔墙5顶设置引流口(图中未示出)，宽度50cm，深度25cm；隔墙5内部沿环向设置主筋51，直径22mm，间距25cm；隔墙5内部沿竖向设置立筋52，直径22mm，间距25cm；隔墙5内部沿隧道1的纵轴方向设置分布筋(图中未示出)，直径14mm，间距25cm；设置钢筋保护层(图中未示出)厚度为5cm；
步骤5，修筑纵梁6与横梁7：
如图5所示，将隧道水仓2的第一水仓21、第二水仓22、第三水仓23、第四水仓24、第五水仓25、第六水仓26、第七水仓27、第八水仓28横向分为两部分，行车区间53一侧宽7m，水泵区间54一侧宽5.8m，中间采用护栏9隔离；其中，行车区间53纵梁6采用长度12m的工36型钢铺设，两端分别置于隔墙5上交错搭接，抵邻铺设(满铺设置)，搭接长度为1m；水泵区间54纵梁6采用工22型钢铺设，两端分别置于隔墙5上，间距30cm；
如图6、图7所示，纵梁6下层沿垂直于纵梁6方向铺设直径为22mm的螺纹钢11，间距4cm，纵梁6上层铺设厚度为1cm的花纹钢板10；
在每个独立隧道水仓2内部设置两排支撑墩8，每排3个，高度0.5m，长度1.5m，宽度0.5m，纵向间隔1米；支撑墩8上采用工22型钢焊接成三角支撑结构82，顶部连接支撑采用工22型钢制成的横梁7，横梁7间距2.5m并支撑纵梁6；
步骤6，设置抽水泵12：
在水泵区间54设置抽水泵12，在第二水仓22、第三水仓23分别安设4个200kw抽水泵12，在第四水仓24、第五水仓25分别安设4台250kw抽水泵12，在第六水仓26安设2台355kw抽水泵12，在第七水仓安设2台355kw抽水泵，在第八水仓28安设1台1250kw抽水泵12；
步骤7，排水管13安设：
在第一水仓21、第二水仓22、第三水仓23、第四水仓24、第五水仓25、第六水仓26、第七水仓27、第八水仓28的右侧安设6道DN300排水管13与斜井排水管(图中未示出)连通；
步骤8，抽排水：
抽水泵12安设及排水管13布设完毕后，进行正常抽排水。
进一步地，第一水仓21为沉淀池，第六水仓26、第七水仓27、第八水仓28为应急储备池；
进一步地，步骤5中的支撑墩8内预设地脚螺栓81，三角支撑结构82的支腿与地脚螺栓81焊接固定。
进一步地，第一水仓21、第二水仓22、第三水仓23、第四水仓24、第五水仓25、第六水仓26、第七水仓27、第八水仓28的底部仰角为3°。
进一步地，步骤6中还设有中央控制器(图中未示出)，抽水泵12均与中央控制器连接。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。
Claims (5)
1.一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，准备施工：
在隧道的富水断面设计隧道水仓，计算开挖轮廓线空间坐标，根据计算数据，采用全站仪和水准仪进行轮廓控制点的放样；根据隧道水仓设计的横梁及纵梁的尺寸，在隧道外进行工字钢拼装焊接；隧道水仓包括第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓，每个水仓长度10m，宽度同隧道仰拱的填充宽度12.8m，隔墙厚度1m，合计总长88m，每个水仓储水136m3，合计储水1088m3；
步骤2，开挖基坑：
根据开挖轮廓线空间坐标，采用全站仪和水准仪进行轮廓控制点的放样，采用YT-28风钻对隧道仰拱预设点进行钻眼，底部及周边的钻眼间距小于50cm；在钻眼中放置炸药爆破，开挖隧道仰拱，每次开挖进尺小于3m；爆破后清理残药，并采用挖机配合装载机清除爆破残渣；开挖基坑的宽度相同于隧道仰拱填充宽度为12.8m，总长88m；
步骤3，修筑护墙：
整平开挖好的基坑面，采用C30混凝土浇筑基坑两侧护墙，护墙的宽度为90cm，高度为80cm，高度与隧道仰拱填充面齐平；
步骤4，修筑隔墙：
在基坑内部每隔10m修筑1处隔墙，隔墙采用C30钢筋混凝土，厚度1m；隔墙顶设置引流口，宽度50cm，深度25cm；隔墙内部沿环向设置主筋，直径22mm，间距25cm；隔墙内部沿竖向设置立筋，直径22mm，间距25cm；隔墙内部沿隧道纵轴方向设置分布筋，直径14mm，间距25cm；设置钢筋保护层厚度为5cm；
步骤5，修筑纵梁与横梁：
将隧道水仓的第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓的横向分为两部分，行车区间一侧宽7m，水泵区间一侧宽5.8m，中间采用护栏隔离；其中，行车区间纵梁采用长度12m的工36型钢铺设，两端分别置于隔墙上交错搭接，抵邻铺设，搭接长度为1m；水泵区间纵梁采用工22型钢铺设，两端分别置于隔墙上，间距30cm；纵梁上层满铺1cm厚的花纹钢板，纵梁下方采用Φ22螺纹钢垂直于纵梁焊接；
在每个水仓内部设置两排支撑墩，每排3个，高度0.5m，长度1.5m，宽度0.5m，纵向间隔1米；支撑墩上采用工22型钢焊接成三角支撑结构，顶部连接支撑采用工22型钢制成的横梁，横梁间距2.5m并支撑纵梁；
步骤6，设置抽水泵：
在水泵区间设置抽水泵，在第二水仓、第三水仓分别安设4个200kw抽水泵，在第四水仓、第五水仓分别安设4台250kw抽水泵，在第六水仓安设2台355kw抽水泵，在第七水仓安设2台355kw抽水泵，在第八水仓安设1台1250kw抽水泵；
步骤7，排水管安设：
在第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓的右侧安设6道DN300排水管与斜排水管连通；
步骤8，抽排水：
抽水泵安设及排水管布设完毕后，进行正常抽排水。
2.根据权利要求1所述的一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，其特征在于，所述第一水仓为沉淀池，第六水仓、第七水仓、第八水仓为应急储备池。
3.根据权利要求1所述的一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，其特征在于，所述步骤5中的支撑墩内预设地脚螺栓，三角支撑结构的支腿与地脚螺栓焊接固定。
4.根据权利要求1所述的一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，其特征在于，所述第一水仓、第二水仓、第三水仓、第四水仓、第五水仓、第六水仓、第七水仓、第八水仓的底部仰角为3°。
5.根据权利要求1所述的一种隧道洞内富水断面设水仓抽排水的方法，其特征在于，所述步骤6中还设有中央控制器，抽水泵均与中央控制器连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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