長倒坡洞室抽排水技術(shù)在國際工程中的應用

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 概況

厄瓜多爾索普拉多拉水電站進廠交通洞全長1913.81m，斷面為7.1m×6.9m城門洞型，進口底部高程1225.20m，終點底部高程937.30m，高差達287.9m。這么長的倒坡，在國內(nèi)外洞室開挖施工中是十分罕見的。如何高效、安全地進行長倒坡洞室排水，是影響整個工程關鍵線路的重要因素之一。

2 施工方案

為保證工程施工進度，首先對整個廠房區(qū)域排水系統(tǒng)進行深入研究，包括排水系統(tǒng)設備參數(shù)的確定、排水系統(tǒng)的布置、系統(tǒng)施工及設備安裝的要求、系統(tǒng)的運行及管理，從基礎上進行優(yōu)化設計。

2.1 主要方法

施工排水布置分施工前期、施工中期和施工后期3個階段。施工前期根據(jù)洞室開挖進度情況，逐步增加水泵；施工中期為進廠交通洞開挖完成后，廠房及廊道開挖支護階段，采用抽水、加壓的方式逐級通過進廠交通洞排水系統(tǒng)排水；施工后期為尾水隧洞襯砌完成后、廠房6#廊道封堵前，廠房設備安裝期間，采用自施工作業(yè)面抽水至泵站，泵站匯流后從尾水隧洞自流排水的方式，其中進廠交通洞內(nèi)污水采用自流排水結(jié)合水泵抽排方式排至尾水隧洞排水系統(tǒng)；廠房排水永久系統(tǒng)完成后，直接從永久系統(tǒng)排出。

表1 廠房區(qū)域泵站布置及配置

2.2 措施

廠房區(qū)域施工期間排水主要通過進廠交通洞及尾水隧洞的排水系統(tǒng)排至洞外沉淀池。進廠交通洞長1903.73m，高程范圍為937.30m～1125.40m，隨洞深降低，坡度較大，平均約為10.51%，主要采用泵站抽排水方式排水至洞外。尾水隧洞總長3502.37m，高程范圍為931.91m～924.80m，坡度較緩，可采用自流排水方式排水至洞外。

排水布置及設備配置主要涉及施工中期及施工后期排水：

(1)施工中期排水

進廠交通洞開挖完成后，在1+620m處設置1#泵站，配置10m3沉淀水箱1個，轉(zhuǎn)接泵(15kW)2臺，小型潛水泵(5.5kW)1臺，開挖小型集水坑1個，作為1+913.81m～1+620.00m段排水設施；在1+350m、1+050m、0+850m處分別設置2#泵站、3#泵站、4#泵站，均與1#泵站配置相同排水設施；在0+550m處設置5#泵站，配置沉淀水箱1個，轉(zhuǎn)接泵(15kW)1臺，小型潛水泵(5.5kW)1臺，開挖集水坑1個；在0+280m即6#廊道起點處設置6#泵站，配置1臺7.5kW水泵作為抽水及轉(zhuǎn)接水泵，并開挖泵站1個；在2#廊道起點處設置7#泵站，配置5.5kW潛水泵1臺，作為抽水及轉(zhuǎn)接水泵，并開挖泵站1個；在進廠交通洞終點、3#廊道起點、1#廊道終點、4#廊道起點、6#廊道終點、3#廊道終點處分別設置8#～13#泵站，排水設施均與7#泵站相同。10#泵站和11#泵站處積水均可通過水泵轉(zhuǎn)排至7#泵站；12#泵站處積水可通過水泵轉(zhuǎn)排至6#泵站。

此外，空壓機用于冷卻的廢水就近排入排水系統(tǒng)中。1#空壓站位于1#廊道起點處，順坡排入9#泵站處，再使用水泵抽水；2#空壓站位于5#廊道起點處，可將2#空壓站內(nèi)空壓機冷卻水順坡排入位于其下游端11#泵站內(nèi)，再使用水泵抽水。

(2)施工后期排水

在尾水隧洞襯砌完成后、廠房6#廊道封堵前，拆除1#～6#泵站及12#泵站，在6#廊道起點處修建截水溝，將進廠交通洞及廠房內(nèi)積水全部截引至6#廊道內(nèi)排水溝，自流至尾水隧洞，經(jīng)尾水隧洞排水系統(tǒng)排至洞外沉淀池。

3 總結(jié)

厄瓜多爾索普拉多拉水電站尾水隧洞已全線貫通，進廠交通洞及廠房區(qū)域內(nèi)積水全部截引至6#廊道內(nèi)排水溝，自流至尾水隧洞，經(jīng)尾水隧洞排水系統(tǒng)排至洞外沉淀池。該排水系統(tǒng)的運行完全滿足了廠房區(qū)域開挖過程中的排水，運行狀況良好。

通過本項目的施工研究，并與傳統(tǒng)的洞室排水之間進行對比，體現(xiàn)該排水系統(tǒng)在管線布置最合理、設備選用最佳、運行成本低等優(yōu)勢。同時對排水系統(tǒng)不斷改進，為后續(xù)類似項目的工程施工積累施工經(jīng)驗，提供技術(shù)支持。