隧道施工循环水设计.pdfVIP

隧道施工循环水设计

摘要：为了保持洞内施工场地的干燥，确保洞内工人施工以及机械施工的安

全，合理利用隧道开挖过程中遇到水，节约施工成本。

关键词：隧道循环水设计

1工程概况

方斗山特长隧道设计为分离式隧道，左线长7285m，右线长7310m。隧道穿

越的方斗山背斜构造，区域性断裂构造——横梁子断裂带（F1）及次级断层发育、

分布规律，岩溶发育规律及水文地质特征等。方斗山隧道隧址区地质构造复杂、

岩溶发育、地下水丰富，属水文地质条件复杂的隧址。预计平水期隧道涌水量

124180m3/d，雨季最大涌水量宜按五倍计，为620900m3/d，属涌水量特大隧道。

隧址区地下水对砼无结晶类、分解类、结晶分解复合类腐蚀性。

2建设循环水设施的必要性

在隧道工程施工过程中，水起到很重要的作用。需要水的方面很多，包括凿

岩机用水、喷雾洒水用水、衬砌用水、导管注浆用水等。从施工工艺上来简述以

上几个环节中水的重要性。

隧道开挖：爆破开挖是现代隧道开挖中很重要的开挖方式。爆破开挖需要用

风枪进行钻孔施工，风枪钻孔施工的原理为高压气体带动钻头在岩体内钻进。在

风枪钻头钻进的过程中，钻头由于与岩体的摩擦而不断的生热，同时岩体较湿润

的话，钻头容易工作。为了风枪钻头能够降温及更方便钻头钻进，用水来降温及

润滑钻头。

洞内除尘及降温：隧道掌子面钻孔结束后，开始进行爆破工作，爆破后会在

隧道内出现大量的灰尘及有毒气体。这些灰尘除了通过通风设施予以排除外，还

需要用水幕法予以除尘，同时部分氮氧化物也会随之溶解在水中。随着隧道深度

的不断加深，洞内温度有所上升，在洞内喷水降温，确保洞内温度不超过规范施

工温度，为工人提供舒适的工作环境。

喷射混凝土：隧道开挖讲究早封闭，隧道出渣完毕后，紧接着进行初期支护。

其中的喷射混凝土的施工工艺分为干喷、潮喷、湿喷，无论是哪种施工工艺，都

需要水的配合，只是用水量和加水部位不同而已。

混凝土拌和、运输及浇筑：二次衬砌为浇筑混凝土。混凝土的拌合离不开水。

隧道衬砌混凝土的浇筑一般是泵送混凝土浇筑施工，要求拌合的混凝土具有较好

的和易性。其中用水量是决定混凝土拌和物流动性的主要因素。分布在水泥浆中

的水量，决定了拌和物的流动性。拌和物中，水泥浆应填充骨料颗粒的空隙，并

在骨料颗粒表面形成润滑层以降低摩擦，由此可见，为了获得要求的流动性，必

须有足够的水泥浆，必须提供必要的施工用水。

综上所述，隧道施工过程中，需要大量的施工用水。但是由于方斗山隧道出

口地处的特殊位置，地表附近没有永久水源，水资源特别的宝贵，隧道出口端原

先采用自来水施工，由于距离远，水量小等原因，不仅影响施工进度，而且增加

了施工成本。

3循环水的设计方案

3.1隧道排、用水分析

方斗山特长隧道出口段在开挖过程中，掌子面遇到地下水的水量比较大。为

了确保工程按进度计划要求施工，保证工程质量、工人施工安全以及机械工作安

全，我们对地下水采取以防、截、排、堵相结合的综合治理原则予以处理。在隧

道排水的方案中，重点强调对水的合理利用。

图1循环水设置结构图

3.2水量计算

隧道内出现的地下水，经过化验，水质达到了施工要求，能够直接用于施工。

并且通过实际检测，左洞地下水流量为每小时5.52立方，右洞地下水流量为每

小时5.36立方。

经测算施工用水量为：

凿岩机用水量

Q凿=0.3吨/时·台×2小时×16台×2×2=38.4吨

喷雾洒水用水量

Q喷水=0.03吨/分·台×30分×2台=1.8吨

衬砌用水

Q衬=0.19吨/方·米×12米×11.91方×2=54.31吨

Q喷砼=0.139吨/方·米×3米×6.91×2=5.76吨

Q仰拱=0.185吨/方·米×12米×5.26方×2=23.35吨

施工最大用水量

Q用=Q凿＋Q喷水＋Q衬＋Q喷砼＋Q仰拱

=38.4吨＋1.8吨＋54.31吨＋5.76吨＋23.35吨=123.26吨

施工用水总量

Q总=Q凿×L/n＋Q喷水×t＋Q衬×L/12＋Q喷砼×L/n＋Q仰拱×L/12

=38.4×3000/3+1.8×365×2+54.31×3000/12+5.