摘要：输水隧洞长29.62km，地质条件复杂多变，洞身开凿受诸多因素的影响。为了营造一个干燥的工作环境，在开挖过程之中需要抽出地下水，因此如何在安全、质量、进度和成本间找到平衡点，成为需要思考的问题。本文即着眼于此，从主要配套设备、抽水辅助系统以及日常维护保养制度方面入手，分析长距离小断面陡坡支洞隧洞抽排水，以供参考。

关键词：隧道;陡坡;抽水;自动化

输水隧洞全线大面积侵入岩，岩性为灰白色中粗粒花岗岩，大部分洞段垂直埋浅在80m～200m间，隧洞进口及沟渠段埋浅较深。但沿途结构物可能产生集中渗流通道，局部断层洞段可能存在涌水等不良地质现象。自动化抽水系统减少了施工作业面间的阻碍，工程布局和工期规划更加恰当。研究成果的实行也将为相似项目获取强有力的技术支持，具备参考含义[1]。

一、研究进展情况概述

本工程输水隧洞长29.62km引水隧洞断面较小，采用全断面开挖，水平孔采用手摇钻，周边轮廓进行光面爆破。爆破参数根据洞室围岩条件，进行了生产性爆破试验，通过对洞室围岩特性的分析，计算了本工程钻孔数量、平均单孔消耗量和单孔装药量。导流洞受断面影响，洞内挖渣方式主要采用矿用装载机高效造渣。该机利用履带推起岩石送至自身刮板输送机，采用液压马达驱动履带行走机构，结构紧凑灵活，可在潮湿、多水的隧道中作业[2]。

二、抽排水方案

（一）抽水措施

使用“固定式高扬程大流量抽水泵站、高压接力抽水泵站、移动式抽水泵站的排水系统，将隧道内的水逐级排出隧道。根据已知的斜距、坡道和日最大涌水位，确认抽排水系统的机型、抽排水管道的机型和半径以及抽排水的供水方法。根据详尽设计要求，我们将精心组织实行，确保充足的技术支持，避免施工因抽排水延迟工程，延长隧道半衰期时间段[3]。

（二）水泵及主要配套设备选择

1、水管选择与配置

在原工程项目中，选取了1套150mm的管道系统。根据测量，两台80m3/h的水泵工作时，其正常排水量约为150m3/s三台80m3/h水泵的稳定排水量约为220 m3/s，虽然排水位可以持续增加，但水管对压力有一定要求，因此水管的泵数不可多于3台。因此，综合性考量支洞断面、水管压力等多种原因，在旧有渠道上增加一套新的150mm排水管道系统。

2、水泵选择与配置

支洞存在断面小而坡度较大的情况，机械操作不方便，泵等设施系统的替换和加装只能采取人工加装。因此，在选取泵时必须考量泵的轴重，水泵的功率不可过大。根据现场情形，选取运行增加率75kW扬程120m3/h出水量80m3/h的潜水泵。

3、电力配置

根据水文地质前提和落后地层气象研究，可看到隧道后方仍有出水的也许。为确保满足未来新增泵的柴油需求，决定为每个积水站安装一台500KVA电动机，为积水站获取专属开关，为每条电源线安装一个气体断路电源，保证隧道内安全稳定抽水[4]。

4、配套设施配置

每台泵配有独立的自耦降压启动柜、钢编织管、停止阀、闸阀和自动抽水掌控系统，每两台泵配有一台气体开关，每个积水站配有监视系统和报警系统。根据需，可适当的传感器电路，用作积水站的抄表。

三、抽水辅助系统

（一）自动抽水运行系统

自动抽水系统主要由沟通变压器掌控。沟通变压器主要由三条泵电源线和两相控制线掌控。其基本原理是当相连两相控制线时，沟通变压器中的磁铁导线造成电场相连，从而相连三相电源线并向水泵开启柜送电。当电源停电时，可根据不同的连接线方式将电源设立为开启。泵的开启和暂停由沟通变压器和双向电源自动掌控。

1、自动抽水系统

自动抽水系统能确保水池在有一定水位时自动起抽水，缺乏一定水位时自动暂停抽水，不仅可大大减少长期人工监管的费用，而且还节约了泵和柴油的损耗。首先，需要适当为每个积水井确认合适的抽水区域。当水量低于区域的最低临界时，应及时确认区域。当水量高于该区域的最高临界时，泵应暂停工作。最高点不准少于集水池边沿的最高点，并留有一定的安全最高点。最低点应确保泵不会调试运行。其次，应加装电源。必须保证电源的停电方位与上升步骤中的最高临界相同，而布告方位与下降步骤中的最低临界相同。通过水的升力使电源工作。最终，将电源连收到沟通接触面控制线上，保证电源充足，沟通变压器相连到泵的支线上，泵运行稳定。

2、自动停止抽水系统

自动停止系统是上下井间的同步掌控系统。从该水准井向上水准池抽水之后，当上水准池因特定因素不能工作或发生失灵时，可立即暂停该水准池内的所有泵，以保证上水准池不会溢流，并对斜井内原来完成的所有工作导致不适当的伤亡。首先，找出每个积水井的最低水量。当水量低于此水量时，积水井将从积水井中溢出。其次，应加装电源，以相连向上断电和向之下布告方位。电源的向上停电方位应略高于最低水量，以保证水不会溢出。最终，将电源连收到之下一级集水池泵沟通接触面上的控制线上，以保证科技和运用。电源布告，沟通变压器终端泵支线，泵运行稳定。这保证了积水井的自动抽水和两边积水井的相互连接。

（二）抽水报警系统

报警系统使用电源掌控报警，加装在监视室内。电源相连至向前联络线。报警电源应高于最大流量，以掌控电源。当水量达到报警水量时，机械和专业员工将在第一时间转入积水井展开检验和保障。

（三）抽水视频监控系统

抽水录像监视系统主要用作专用人工监视。用作远程监视集水站内所有泵与否稳定工作，以保证在报警系统不会出现失灵等问题，最低水量因各种铁丝网而暂停时，能立即找到问题并处置。录像监视系统加装在能看见之下一级积水井进口和积水井水量的方位。在积水井中设立水位计，以区别水量，保证抽水系统的安全运行。

四、日常维护保养制度

支洞整个抽水系统搭载4名专业技术员和8名积水站巡检员，分别专责全周值班，检验和保障抽水系统的可靠性，及时发现安全隐患并呈报关停，定期检查水泵的工作效能、掌控电路的安全问题、电源的精确度和集水站的污水，保证整个抽水系统的稳定运行。

五、安全及文明施工

首先，强化现场安全监管，展开安全教育。工程检修必须严苛遵循《中华人民社会主义共和国安全生产法》和《安全防御指南》，不准违规检修。其次是所有转入施工现场的监管和施工人员必须配戴安全帽，高空检修必须配戴煞车，并设立安全网。现场应规划24分钟的专职安全员。三是强化安全监管，严格执行“预防为主、安全第一”的政策，积极采取有效的预防措施，保证工程安全。四是强化现场安全用电监管，规划专职机械值班，实施国家安全用电规范，保证用电安全[5]。五是在工程步骤中，要遵循国家和地区中央政府的环境保障国际法，准备施工现场四周的环境保障工作，实现安全文化工程。

结语

简而言之，开挖过程中采用的爆破参数，光面爆破效果整体质量良好，各项指标满足设计要求，并通过对长距离小断面陡坡支洞隧洞抽排水研究，从施多方面获得了一些施工经验，为其他类似工程的施工提供了参考。防止了工程工作面间的阻碍，使工程布局和工期更加恰当，大大减少了耗时，加速了工期，减少了工程费用，研究成果的实行也将为相似项目获取强有力的技术支持。

参考文献

[1]刘登学，池建军，丁秀丽，黄书岭，张雨霆.某输水隧洞衬砌开裂机理与防治措施探讨[J].现代隧道技术.2020（S1）

[2]王秋阳.钢模台车在电站导流洞施工中的应用——以陕西省东庄水利枢纽工程为例[J].工程技术研究.2020（23）

[3]朱家俊，左朋，段景尧，史楠.高海拔地区超长隧洞小断面施工通风技术[J].云南水力发电.2020（09）

[4]张鹏，赵凯，欧阳丽，崔允亮.在建水工隧洞下穿拟建高填方机场结构安全分析[J].中国水运（下半月）.2020（11）

[5]刘义中，王铭志.白石洞水库至金井水厂管线工程隧洞钻爆开挖不良地质围岩的应急处理[J].湖南水利水电.2020（06）