附件03 隧道反坡排水计算书.docx

*****高速公路******段第**段 隧道反坡排水计算书 *************公司***高速公路***项目经理部 PAGE 白岩沟隧道反坡排水计算书 1 编制依据 铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）； 铁路工程基本作业施工安全技术规程； （3）《铁路工程施工技术手册隧道（上下册）》； （4）《公路隧道施工规范JTGF60-2009》。 2 排水方案 1、反坡排水总体方案 白岩沟隧道设计提供的丰水期涌水量预测值Q=10535.79m3/d，在排水设计时按丰水期涌水量预测值进行计算，白岩沟隧道进口段为正坡施工，开挖面至仰拱面间采用机械排水，然后利用排水侧沟自然排水至洞外，白岩沟隧道出口段为反坡排水，且左右洞同时施工，单洞涌水量按Q计=1/4Q计。 白岩沟隧道出口段左线长1163m，右线长1176m，左右线同时考虑，计算采用右线长度1176m。 隧道反坡排水，需采用机械排水，白岩沟隧道出口段的最大纵坡为2.7%，排水高差约24.7m，考虑采用多级泵站接力排水，拟采用三级接力排水。 本隧道初期进行一级到二级接力排水，最大设三级接力排水，最后一级排水将水排出洞外，详见图2-1、图2-2： 图2-1 第一阶段三级接力式反坡排水示意图 图2-2 第二阶段三级接力式反坡排水示意图 （1）一级排水布置 一级排水为工作面经排水管路至移动集水箱的排水，根据《云南省高速公路施工标准化实施要点》相关要求，移动集水箱距工作面的最大距离不超过200m，工作面积水采用移动式潜水泵抽至移动集水箱内，移动集水箱随工作面的推进往洞内移动。为便于平水期及丰水期的调整，采用相对较小的多个水泵抽排的形式，根据涌水的情况调整所用水泵数量。 （2）二级排水布置 二级排水由移动集水坑箱经排水管路抽排至移动或者固定集水箱，二级排水的管路控制在450m，水泵扬程控制在30m左右，采用潜水泵进行抽排。二级排水前期可直接排出洞外。 （3）三级排水布置第一阶段 三级排水由移动集水坑箱经排水管路抽排至洞外，三级排水的管路控制在450m，水泵扬程控制在30m左右，采用潜水泵进行抽排。三级排水第一阶段可直接排出洞外。 （4）三级级排水布置第二阶段 随着隧道施工往洞内延伸，需重新布置三排水设施，三级排水由三级排水固定集水箱经排水管路直接抽排至洞外。三级排水的管路控制在1100m以内，水泵扬程控制在70m以内，采用离心泵进行抽排。 以上各级工作水泵除按使用台数配备外，还需按备用1台，检修1台配备，针对隧道涌水量大时要适当增加工作水泵；同时为防止突水，设置利用高压供风管作为1套应急排水系统。 3 排水计算 3.1 一级排水设备选择 （1）流量确定 Qmax=0.25×（10535.79/12/60/60）=0.061m3/s=219.6m3/h （2）排水管径选择 由流量公式： Q=VA 式中：V——流速，m/s； A——水管截面面积，m2 由管径公式： 根据经验参数，V允=1.5~2.5m/s,本次取V允=2.5m/s，故可得管道直径。 经计算：D=（4Q/πV允）0.5=[ 4×0.061/(3.141×2.5×n)]0.5 当n=1时，D=0.17m 当n=2时，D=0.12m 当n=3时，D=0.10m 当n=4时，D=0.08m 故选择n=4时，D=8cm。 （3）水泵扬程确定 由沿程水头损失公式： 式中：R——水力学半径，取0.02m n——管道损失率，取n=0.008 经计算：C=1/0.008×0.02(1/6)=67.6 λ=8g/C2=8×9.81/65.132=0.019 Hf=0.019×(200/0.08)×=14.74m 通过几何计算可得可以扬水高度h，两者相加即可得到水泵扬程，由于采用的长管，局部水头损失可以忽略不计。 经计算：=200×0.027+14.74+0=20.14m 在实际操作中实际水泵扬程 经计算：=20.14/0.9=22.37m。 3.2 二级排水设备选择 （1）流量确定 Qmax=0.25×（10535.79/12/60/60）=0.061m3/s=219.6m3/h （2）排水管径选择 由流量公式： Q=VA 式中：V——流速，m/s； A——水管截面面积，m2 由管径公式： 根据经验参数，V允=1.5~2.5m/s,本次取V允=2.5m/s，故可得管道直径。 经计算：D=（4Q/πV允）0.5=[ 4×0.061/(3.141×2.5)]0.5=0.17m 故选择D=20cm。 （3）水泵扬程确定 由沿程水头损失公式： 式中：R——水力学半径，取0.05m； n——管道