富水隧道复合结构体系防排水技术

盾构施工时，由于地下水涌入隧道，影响盾构的顺利进行，需采用抽排方式将隧道内积水抽排出隧道外。因此，需根据隧道内涌水量大小、隧道轴向放坡大小等因素选取合适的抽排方案，方可经济高效排水。

1.涌水抽排技术方案比选

根据目前国际和国内隧道反坡排水施工的案例来看，涌水抽排施工整体上可以分为两大类：一类是利用大功率、高扬程的水泵将斜井中的涌水一次性抽排到洞外；另一类是采用多级水仓、分段抽排水的反坡排水方式，即在隧道施工过程中分段开挖排水沟，在每一段的终点设置集水坑或水仓，并利用与涌水量相适宜的水泵把积水抽至最后一段反坡，以此类推，由最后一级水仓将隧道涌水排出洞外。

针对工程实际情况，须对两种排水技术方案进行比选分析。以斜长为6 553 m、坡度为10.5%、反坡排水静扬程为685 m 的斜井工程为例。若采用单级排水，按照目前市面上的水泵类型需选择多级分离式离心泵，该类型水泵对输送液体要求较高，若水中含有少量石屑，则会造成水泵的损坏，安全性差。随着隧道斜井长度的增加，排水水管将承受巨大的静水压力，可能造成排水管道的破坏。

多级排水可在避车洞或联络通道处设置水仓或集水坑，可有效利用洞内空间。同时对不同的涌水量采取斜井分级、分流量梯度的抽排水技术，不仅可以保证水泵的扬程满足要求，又可通过设置不同管径的水管来保证水流速度达到经济流速，提高了抽排水的效率。

基于以上分析，选择多级水仓、分段抽排水的反坡排水技术方案可有效解决长大反坡斜井地下水抽排问题。(www.xing528.com)

2.抽排水设备的配置原则

反坡排水采用机械排水，特别是对于长距离斜井。由于水泵的扬程限制，还需设置多级泵站接力排水，工作面积水则采用盾构自带移动式潜水泵抽至污水箱内，其余已施工地段隧道渗（涌）水经斜井泄水管排放至固定水仓，由固定排水泵站将积水经排水管路抽排至上一级排水泵站内，由固定式排水泵站接力将洞内积水抽排至洞外，经污水处理池处理后排放。

抽排水设备的配置原则如下：

抽排水设备按照《煤矿安全规程》的要求，根据全斜井最大涌水量进行选型配置。水泵按照一用、一备、一检修的原则进行配备。工作水泵的能力应满足在20 h 内排出全斜井24 h 正常涌水量；备用水泵的工作能力应为工作水泵的70%以上；工作水泵和备用水泵的总能力应满足在20 h 内排出全斜井24 h 最大涌水量。各级泵站的水泵选型，应按排水能力递增原则自下而上递增选配，在主泵房内还应预留安装一定数量水泵的位置。

水管按照工作和备用原则设置，工作水管须在20 h 内排出全斜井24 h 内正常涌入隧道的涌水量；工作水管和备用水管总能力应满足在20 h 内排出全斜井24 h 最大涌水量。管径的配置尽可能使管道中的流速满足经济流速。