CN110454223A - 反坡tbm掘进隧洞排水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，旨在解决反坡TBM掘进隧洞施工中积水的技术问题。其包括以下步骤：预测隧洞的正常涌水量和最大涌水量；在隧洞内每隔一段距离设置水仓，其数量和容积根据隧洞的最大涌水量、反坡的坡度以及隧洞的长度确定；在相邻所述水仓之间设置排水管道，在每个水仓处设置泵站，每个泵站设有多个水泵，通过所述水泵将隧洞内的水逐级抽排至所述水仓，分段将隧洞内的水排出。本发明减少了抽水距离，降低了投入，合理选择排水管道的内径和材质以及水泵的型号，能够满足排水的需求而又最大限度的节约成本，通过优化排水设备的配置，提高隧道反坡排水施工效率，降低反坡排水施工成本。

Description

反坡TBM掘进隧洞排水施工方法

技术领域

本发明涉及隧道排水施工技术领域，具体涉及一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法。

背景技术

TBM（Tunnel Boring Machine）为隧道掘进机，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，并能实现掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业。

在隧道施工过程中，隧洞开挖常常带有一定的坡度，当隧洞开挖坡度为顺坡时，排水采用自然排水，就能够达到排水目的。但是隧洞开挖坡度为反坡时，地质条件复杂，反坡隧道距离长、坡度大，埋深大，洞径大，各种作业之间相互干扰大，排水施工难度高。

由于反坡隧道距离长、坡度大，需要排水的水泵具有很强的排水能力，而且会面临TBM长距离出渣、通风及TBM第二阶段施工组织的问题。掘进施工过程中隧道涌水主要为隧道渗水，水质除地下水本身成分外，还有岩石石峭、泥浆和喷射混凝土回弹物等，会造成泥沙在水泵中积累，影响水泵工作，而且现有排水施工中并未考虑突涌水量，排水能力不能满足排水需求，而且排水管道和水泵的配置优化不合理，出现有些部位积水较严重，有些部位无水可抽的局面。上述排水施工中面临的种种问题，均会造成掘进施工过程中隧洞内积水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，通过合理布设排水设备及排水工艺方法，能够有效提高隧道反坡排水施工效率，降低反坡排水施工成本，进而解决反坡TBM掘进隧洞施工中积水的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，包括以下步骤：

（1）获得隧洞的正常涌水量和最大涌水量；

（2）在隧洞内每隔一段距离设置水仓，其数量和容积根据隧洞的最大涌水量、反坡的坡度以及隧洞的长度确定；

（3）在相邻所述水仓之间设置排水管道，在每个水仓处设置泵站，每个泵站设有多个水泵，通过所述水泵将隧洞内的水逐级抽排至所述水仓，分段将隧洞内的水排出。

优选的，在步骤（1）中，通过大气降水入渗法估算或实地测量隧洞的正常涌水量和最大涌水量。

优选的，所述水泵的数量根据以下公式计算确定：

；

式中：n为水泵的数量；V为隧洞的最大涌水量，单位为m³/d；v为所述水泵的排水量，单位为m³/h；a为流量折减系数，根据相关的实践经验可以优选取值a=0.85。

优选的，所述水泵为单级双吸式离心泵，型号根据所需要的排水能力和扬程确定。

优选的，所述水泵包括工作水泵、备用水泵和检修水泵，所述工作水泵的能力能在20h内排出隧洞24h的正常涌水量，所述备用水泵的能力不小于所述工作水泵能力的70%且所述工作水泵和所述备用水泵的总能力能在20h内排出隧洞24h的最大涌水量，所述检修水泵的能力不小于所述工作水泵能力的25%。

优选的，所述排水管道包括工作水管和备用水管，所述工作水管的能力能配合所述工作水泵在20h内排出隧洞24h的正常涌水量，所述工作水管和所述备用水管的总能力能配合所述工作水泵和所述备用水泵在 20h内排出隧洞内24h的最大涌水量。

进一步的，所述泵站之间还设有临时集水坑。

进一步的，所述泵站还设有泥浆泵和/或潜水泵。

优选的，所述排水管道的管材为PE管和/或钢管，其管径根据所述排水管道的经济流速确定。

进一步的，隧洞两侧还设有至少一个支洞。

与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：

1. 本发明通过设置多个水仓和多个泵站，相邻水仓之间设有排水管道，通过每个泵站的多个水泵分段将隧洞内的水排出，减少了抽水距离，降低了投入，而且即便有某个排水管道破裂或者某个水泵不能工作，也不会造成隧洞内出现严重的积水现象。

2. 本发明进一步合理布设水泵之数量，并比选出排水管道的最优内径和材质，以及水泵的型号，避免水泵因泥沙积累而不能工作的问题，并且在排水管道和水泵的选择过程中，针对突涌水的情况设置冗余，能够满足排水的需求而又最大限度的节约成本，并将水泵和排水管道调节为最优配置，避免隧洞内有些部位积水较严重，而有些部位又无水可抽的情况。

3. 本发明通过设有支洞，能够解决TBM长距离出渣、通风及TBM第二阶段施工组织的问题。

附图说明

图1为本发明一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法中施工段的示意图。

图2为本发明中对大坝进行堵漏、加固时的示意图。

图3为本发明中水泵型号为KQSN250-M6／410时的排水管道特性曲线图。

以上图中，1为水库，2为主洞延伸段，3为后配套组装洞，4为主机组装洞，5为第一布进洞，6为第一始发洞，7为TBM第一掘进段，8为上游接应段，9为检修洞，10为第二布进洞，11为下游接应段，12为第二始发洞，13为TBM第二掘进段，101为3号支洞，102为4号支洞；

21为隧洞衬砌，22为沙袋及袋装水泥，23为沙袋，24为C30混凝土挡墙，25为3号支洞上游水仓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

以下实施例中所涉及的零部件、结构、机构等，如无特别说明，则均为常规市售产品。

实施例1：针对某工程的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，TBM施工段参见图1，采用一台Φ8.02m敞开式硬岩掘进机施工。

施工段位于水库1下游，主洞施工段自3号支洞101至主洞延伸段2下游1942m、，全长18.275km，施工桩号为K28+085～K46+360，包括后配套组装洞3（100m）、主机组装洞4（80m）、第一布进洞5（200m）、第一始发洞6（25m）、TBM第一掘进段7（8310m）、上游接应段8（1500m）、检修洞9（60m）、第二布进洞10（240m）、下游接应段11（1500m）、第二始发洞12（25m）和TBM第二掘进段13（6235m）。

3号支洞101的平距3872m，斜距3885m，综合坡度8.18%。为解决TBM长距离出渣、通风及TBM第二阶段施工组织的问题，在施工段还设有4号支洞102，平距5784m，斜距5820.21m，支洞最大坡度-11.96%，综合坡度-10.79%，设计为城门洞型，成洞尺寸为6.70m×6.50m，采用无轨斜井施工。

采用大气降水入渗法预测施工段主洞最大涌水量约41212m³/d（已掘进段封堵后14800m³/d+主洞未开挖洞段可能发生的最大涌水量约26412m³/d）。隧洞平面上设曲线段一处，曲线特征R=10000m、T=341m、L=681m、α=3°54＇22＂。纵断面为缓坡设计，设计纵坡为1/2472.555，施工段起始点底板高程531.536m，结束点高程524.148m，TBM自始发后反坡施工。隧洞沿线上覆岩体一般高程1050～2420m，最大埋深约为2000m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。

由于长大反坡隧道，距离长，坡度大，各种作业之间相互干扰大，这不仅对运输和通风提出新的要求，而且在富水区排水难度相应增大，为应对这些问题，并保证施工安全和进度，设计以下排水方案。

掘进施工过程中隧道涌水主要为隧道渗水，水质除地下水本身成分外，还有岩石石峭、泥浆和喷射混凝土回弹物等，会造成泥沙在水泵中积累，影响水泵工作，设备运行一段时间之后，水泵的排水能力日渐下降，并且保养维修不便。通过对设备厂家行进实地考察，最终结合本实施例特点确定排水设备采用单级双吸式离心泵 。反坡排水采用机械排水，设多级泵站连续抽排，施工工作面排水设临时集水坑接力抽排至洞外，已施工地段经仰拱跳段并安装轨排，待TBM掘进过后用轨道加高的方式形成泵站，根据隧洞积水形成情况，根据距离、坡度 、水量和设备等因素布置排水管道，在每级泵站处设置水仓，并在掌子面每隔一定距离设置临时集水坑，通过水泵逐级抽排，分段接力将水排出洞外。

TBM第一掘进段施工期间，主洞涌水逐级抽排至3号支洞上游大水仓，1号泵站设在第一步进洞位置（K28+490），后续施工每级泵站间距原则按照2000m～2500m设置，后期可根据实际涌水情况调整。3号支洞上游水仓的水由3号支洞和其上游的2号支洞抽排至洞外。

水泵功率大于排水所需功率的20%，并确保有备用抽水机；集水坑和水仓的容积按实际排水量确定，其设置的位置不得影响洞内运输和安全。

为使3号支洞上游水仓快速形成蓄水能力，水坝加厚、加高材料采用沙袋和袋装水泥，参见图2，由于进水管侧水管密集，大坝进水管侧渗漏水较严重，为达到堵漏和加固大坝的目的，拟采取以下方案对大坝进行堵漏、加固，待3号支洞上游水仓内水位下降至原C30混凝土挡墙顶面以下时（即3#支洞上游大水仓水位下降至2.5m以下时），在挡墙顶面支模板浇筑C30混凝土至大坝顶面（必要时内置单层8mm@200×200mm钢筋网片），以达到堵水防渗目的。

具体方案如下：

（1）高差计算

3号支洞高差：3885m×8.18％=317m

3号支洞洞底至二号泵站高差：4000m×1/2472.555≈2m

大坝高度：6m

（2）水泵数量n的确定

水泵数量：；

式中：V-洞内涌水量，取V=41212m³/d；

v-水泵排水量，v=400 m³/h；

a-流量折减系数，取a=0.85；

n≥5.55，取每级泵站需设6台水泵，即取每级泵站设6台400m³/h抽水泵可以满足排水要求。

（3）设备配置原则

隧道排水主要为裂隙水、岩溶水、溶槽水及施工用水，除地下水的本身外，还有岩石石屑、泥浆等，所以除考虑排出的水量外，还应考虑排水的组成及对洞外污水处理池进行扩容工作。

洞内水量随着开挖掘进逐段递增的，则在各级泵站的水泵选型上，应按排水能力递增原则自下而上递增加配置，并考虑雨季影响。

各级泵站排水能力应充分配备，并有一定的储备能力。

（4）抽水设备的确定

根据实际涌水量，泵站的汇水量相差不大而且扬程相近，考虑到在管理、操作维修上的方便，泵站相差相近，选用型号相近的水泵。工作面移动水泵，取用移动轻便的水泵，实际操作根据水量大小在数量上予以增减。按最大涌水量考虑排水能力，选用大流量、低扬程抽水泵，设备分阶段投入。掌子面处活动泵站水泵数量根据掌子面的水量配备。

（5）泵站及水仓设置

目前主洞内排水主要分四级泵站抽往上游水仓，即1#泵站（步进洞泵站：K28+490）、2#泵站（K30+490）、TBM泵站（随着TBM掘进向前移动），掌子面涌水由各级泵站逐级抽排3#支洞上游水仓，再由2#、3#支洞抽排至洞外，即TBM泵站→……1#泵站水仓→3#支洞上游水仓。上游水仓由2#支洞和三号支洞间主洞并在三号支洞底端用以钢筋混凝土筑以大坝形成，1#泵站水仓由步进洞纵断面V形底板形成，容量约400m³，2#泵站水仓采用仰拱块跳段并架设钢轨排、TBM设备通过后抬高轨道并设置小型拦水坝形成，2#泵站水仓初步定为400 m³。在掘进过程中原则上2000米一个泵站，泵站与泵站之间如遇水量较大的集中出水点时可设置临时集水坑，配置63kW-60m-200m³/h或者100kW-80m-250m³/h水泵并管至400mmPE管一次性抽往步进洞，再由步进洞抽排至上游水仓。TBM后配套随机泵站设置方式为：在TBM8号拖车上部安装一容量80m³的水箱，水泵与电机设在9号拖车下部两侧平台上，考虑到拖车受力增加，在水箱投入使用前须先对8号拖车支架进行加固，通过在8号拖车中部加设一根I32工字钢横梁、两根I32工字钢竖梁，以及两幅轮对，达到8号拖车结构加固的目的。

（6）管路选择

根据洞内水流分布及流量情况，结合选配的抽水设备，洞内反坡排水采用钢管及PE管，从开挖面通过集水坑接力到洞外沉淀池，钢管之间用法兰盘连接，PE管接头处用电熔焊接进行连接。开挖工作面处设小型集水坑，用一套φ200mm软管与φ200mm钢管上的接头连接。

TBM第一掘进段施工期间，排水管路按照大管配小管、堵排结合、方便现场施工及各级临时泵站的排水能力具备20h排出24h最大涌水量的原则进行设置，应充分利用现有排水资源，在此基础上进行优化调整。抽排水经济流速按照1.7～2.5m/s考虑，各种材质、管径水管在经济流速范围内的流量见表1。

表1 各种材质、管径水管在经济流速范围内的流量表

。

由于步进洞到上游水仓排水高度远小于200m，从建设经济型角度考虑，可选用焊接钢管，从现场可操作性及长远考虑等综合因素，可选用PE管。

初选管径：选择排水管径是针对一定的流量寻找运转费用和初期投资费用两者之和最低的管径。由于管路的初期投资费用与管径成正比，而运转费所需的电耗与管径成反比。所以，通常用关内流速的方法求得，经济流速Vp=1.7～2.5m/s。

排水管内径：

从《五金手册》中，选取近似的标准管径，初选管内径为Φ200mm，外径为Φ219mm，壁厚δ=9.5mm。

吸水管内径的选择,为了提高吸水性能，防止气蚀发生，吸水管直径一般比排水管直径大一级，流速在0.8～1.5m/s范围内，因此吸水管内径为

dx=dp+25=Φ225mm，

本次选取dx=Φ250mm,每小时洞内涌水量Qe=262m³/h，代入下式

验算流速：V_x=1.48m/s

估算管路长度：

本站排水从第一步进洞泵站抽排至上游水仓，其中垂直提升高度为15米，管路铺设为沿组装洞铺设至延伸段，长度为500米，沿延伸段至上游水仓大坝，长度约为2000米，总计排水管长为2500米，吸水管长度可估算为7米。

计算局部阻力损失系数：

吸水管局部阻力系数：90°弯头一个，渐缩管一个，阻力损失系数查手册列出下表2。

表2 阻力损失系数

。

排水管局部阻力系数：闸阀两个，逆止阀一1个，90°弯头两个，直流三通两个，30°弯头四个，阻力损失系数查手册列出下表3。

表3阻力损失系数

。

钢管因受限于隧洞内操作场地有限，运输不便，并且在管路连接过程中出现一些不利因素,如漏水点较多、连接较为缓慢、可操作性不强、后期扰动要求较高并且维护较为困难。可以考虑用PE管代替钢管，PE管道不仅应具有良好的经济性，而且同传统管材相比，PE管道系统具有连接可靠、低温抗冲击性好、抗应力开裂性好、耐化学腐蚀性好、耐多种化学介质的腐蚀、耐老化、使用寿命长、耐磨性好、可挠性好、水流阻力小、容易弯曲绕过障碍物、更高的输送能力、搬运方便以及施工方式多等一系列优点。

必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出隧洞24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在 20h内排出隧洞内24h的最大涌水量。正常涌水时期一台泵工作，最大涌水时期两台泵工作，另外一台水泵作为备用检修水泵。根据各涌水期投入工作的水泵台数，选用两趟排水管路，正常涌水期时可任意使用一趟排水管工作，另一趟备用，最大涌水期时，两管同时排水，单泵单管工作，现在步进洞水管布置即有这方面体现，留有部分备用管路以应对后期突涌水情况。

在涌水后期，对现场管路进一步优化调整，对前期排水富余量较大泵站及水仓部位管路及水泵或进行拆除、或进行适当延伸至下一富余量较少的泵站及水仓处，将组装洞水箱进行拆除并将管路整齐有序进行铺设。

(7)水泵选型

主要排水设备应符合下列要求：

水泵：必须有工作、备用和检修水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排水矿井24h的正常涌水量，(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。

配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能同时开动工作和备用水泵。

水泵必须排水能力计算：

以步进洞抽排至上游水仓250mmPE管为列，以步进洞正常水量为200m³/h，最大水量400m³/h，因此：

正常涌水期，水泵必须的排水能力

QB≥24/20Qz=1.2×200=240m³/h

最大涌水期，水泵必须的排水能力

Qmax≥24/20Qmax=1.2×400=480m³/h

水泵必须的扬程：水泵扬程依据表4中各项参数进行计算。

表4 水泵扬程计算参数表

。

水泵所需扬程主要由以下三部分组成：

①排水净高度h：h=1m；

②管路沿程阻力损失h₁：

流速V=4QZ_max /（3600×πD₂）=4×400/（3600×3.14×0.252）=2.3m/s

h₁=λ×（L/D）×（V/2g）=3.14×（2500/0.25）×（2.2/19.6）=33.6m

③局部阻力损失

h₂=Ζ×ξ×（V/2g）=（2×0.512+0.2+1+0.412+3.2+3+0.22）×（2.2/19.6）=1.02m

所选水泵的扬程≥h+h₁+h₂+ h_水坝+h_高差=1+33.6+1.02+6+2=43.62m

经计算，不同管径的水管在经济流速内对应的水泵扬程见表5。

表5 水泵扬程计算表

。

④初选水泵

根据涌水量QB 量和排水高度HB查泵产品目录选取KQSN250-M6／410型号泵，其额定流量Qe=280 m³/h，其额定扬程He=73.6m，额定效率为0.77。

工作泵台数:n₁≥QB/Qe=200/280=0.85,取n₁=1台

备用泵台数：n₂=0.7 n₁=0.7 取n₂=1台

检修泵台数：n₃=0.25n₁=0.25 取n₃=1台

共计3台泵。

根据2.5.2计算得：

H=H_0y +1.7RQ

式中 H_0y——实际扬程,即吸水扬程与排水扬程之和,单位m; Q——水泵流量,m³/h;R——排水管路未淤积时的阻力常数，R取1。

参照水泵的流量范围，选取流量值，列表6。

表6流量值选取参考表

。

利用上表绘制出管路特性曲线，参见图3，新旧管特性曲线和扬程特性曲线的交点分别为M1和M2，即新旧管工况点。

由图3可知，新管工况点参数为Qm₁=208 m³/h，Hm₁=140m，Hsm₁=3m，ηm₁=0.76，旧管工况点参数Qm₂=176 m³/h，Hm₂=145m，Hsm₂=2.8m，ηm₂=0.67。泵的最大工作效率ηmax=0.85，其经济效率范围η=0.85，ηmax=0.7225。因此初选KQSN250-M6／410型号水泵能满足工作要求。

（8）主洞各级泵站水管及水泵配置

根据水管配置原则、洞内实际涌水情况、水泵扬程计算并结合厂家水泵选型手册，各级泵站水管及水泵配置如下：

1#泵站（步进洞泵站，K28+490）：1趟200mm钢管配置1台WQ132-72-400泥浆泵+2趟250mmPE管配置两台WQ100-60-350潜水泵+1趟300mm钢管配置1台WQ250-109-680泥浆泵+1趟400mmPE管配置1台KQSN400-N9/446单级双吸中开泵→3#支洞上游水仓；

五号集水坑泵站（K30+000）：3趟200mm钢管配置两台WQ55-32-350潜水泵、一台WQ160-129-280泥浆泵+1趟250mmPE管配置1台WQ250-109-680泥浆泵+1趟400mmPE管配置一台KQSN400-N9/446单级双吸中开泵→1#泵站水仓；

TBM泵站：2趟200mm钢管配置2台WQ55-30-1170潜污泵及一台WQ55-32-350潜污泵并管至200mm钢管→上一级泵站水仓；

现阶段排水设施及排水能力见表7。

表7 现阶段排水设施及排水能力一览表

。

实施例2： 支洞排水方案，在实施例1的基础上通过支洞排水。

2#支洞排水方案：在2#支洞原有两趟300mm排水管路（1号、2号管路，需局部处理后才能使用）的基础上增加一趟300mm排水管路（3号），1号、2号管路均为两级排水抽至洞外，3号为一泵到顶，直接抽排至洞外。1号管路在洞底配置1台MD280-215水泵抽排至2#支洞原2#水仓，在原2#水仓配置1台MD280-172水泵抽排至洞外；2号管路在洞底配置1台MD250-151水泵抽排至2#支洞原3#水仓，在原3#水仓配置1台MD280-172水泵抽排至洞外；3#管路在洞底配置1台MD360-40×7水泵直接抽排至洞外；4#管路在洞底配置1台QW725-397水泵直。

接抽排至洞外。2#支洞水泵参数见表8。

表8 2#支洞水泵参数表

。

2#支洞抽排水水泵布置如下：

1号管路：2#支洞洞底1台MD280-215→原2#水仓1台MD280-172→洞外；

2号管路：2#支洞洞底1台MD250-151→原3#水仓1台MD280-172→洞外；

3号管路：2#支洞洞底1台MD360-60×7→洞外；

4号管路：2#支洞洞底1台QW725-397→洞外。

3#支洞排水方案：3#支洞布置三趟300mm排水管，将现有的3台MD360-60×7水泵逐步替换为3台MD580-60×7水泵并增加1趟进水口至3趟，分别与3台MD580-60×7水泵连接，3#支洞排水由洞底直接抽排至洞外。2#支洞水泵参数见表9。

表9 3#支洞水泵参数表

。

2#、3#支洞抽排水能力：根据“2.5.7 2#支洞排水方案”、“2.5.8 3#支洞排水方案”，2#、3#支洞抽排水能力见表10。

表10 2#、3#支洞泵站水泵配置及抽水能力参数表

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说明：总排水能力按照每台水泵每天工作20h计算。

由表10可知，按照以上抽排水配置，2#支洞抽排水能力为32300m³/d，3#支洞抽排水能力25920m³/d，2#、3#支洞抽排水能力达58220 m³/d，考虑将QW725-397水泵作为应急排水，2#、3#支洞合计日常排水能力52600 m³/d，满足主洞最大涌水量情况下抽排水要求。

险情得以控制，因险情紧急，期间新增管路及水泵等配置并未达到最优，管路及配电设施未发挥最大效益，后期我们根据既定排水方案进行优化配置，将掘进过程中再次发生突涌水考虑在内的情况下对现场所有排水设施进行效益最大化规整，并且对泵站及集水坑进行清淤工作，保证水泵的正常运行并达到最大工作量，拆除组装洞原有大水箱，将步进洞抽往水箱管路联通，并留有两趟应急管路，一次性从步进洞泵站抽排至上游水仓，逐步实施排水方案。

实施本发明的排水施工方法时，使得洞内基本不存在积水情况，掌子面水位时刻保持掘进状态下水位，排水方案是永久性的考虑，因项目积极开展堵水灌浆工作，涌水量较之前大为减少，堵排结合，水位可控，水再也不是制约生产的最大因素了，在充分合理利用原有既有水泵及管路的设备基础上，按照经济合理的布置原则，制定了本方案，做到了尊重现场实际情况、超前规划、统筹全局、合理安排现场施工方案，从达到的效果看也是很理想的。因此我们的排水方案是比较成功的。

另外隧道涌水主要为隧道渗水，水质除地下水本身成分外，还有岩石石峭、泥浆、喷射混凝土回弹物，所以考虑到需排出的水量外，还考虑到了排出水的成分组成，因此对洞外污水处理池进行扩容改造工作，对排出水的成分组成加以控制，起到了良好的生态保护作用。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得隧洞的正常涌水量和最大涌水量；

在隧洞内每隔一段距离设置水仓，其数量和容积根据隧洞的最大涌水量、反坡的坡度以及隧洞的长度确定；

在相邻所述水仓之间设置排水管道，在每个水仓处设置泵站，每个泵站设有多个水泵，通过所述水泵将隧洞内的水逐级抽排至所述水仓，分段将隧洞内的水排出。

2.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，在步骤（1）中，通过大气降水入渗法估算隧洞的正常涌水量和最大涌水量。

3.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，所述水泵的数量根据以下公式计算确定：

；

式中：n为水泵的数量；V为隧洞的最大涌水量，单位为m³/d；v为所述水泵的排水量，单位为m³/h；a为流量折减系数，a=0.85。

4.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，所述水泵为单级双吸式离心泵，型号根据所需要的排水能力和扬程确定。

5.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，所述水泵包括工作水泵、备用水泵和检修水泵，所述工作水泵的能力能在20h内排出隧洞24h的正常涌水量，所述备用水泵的能力不小于所述工作水泵能力的70%且所述工作水泵和所述备用水泵的总能力能在20h内排出隧洞24h的最大涌水量，所述检修水泵的能力不小于所述工作水泵能力的25%。

6.根据权利要求5所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，所述排水管道包括工作水管和备用水管，所述工作水管的能力能配合所述工作水泵在20h内排出隧洞24h的正常涌水量，所述工作水管和所述备用水管的总能力能配合所述工作水泵和所述备用水泵在 20h内排出隧洞内24h的最大涌水量。

7.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，在所述泵站之间还设有临时集水坑。

8.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，所述泵站还设有泥浆泵和/或潜水泵。

9.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，所述排水管道的管材为PE管和/或钢管，管径根据所述排水管道的经济流速确定。

10.根据权利要求1所述的反坡TBM掘进隧洞排水施工方法，其特征在于，在所述隧洞两侧还设有至少一个支洞。