富水隧道綜合排水的技術研究與效益分析

蘇耀華

（山西路橋第五工程有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

利用多元勘探技術對隧道涌水量進行探測并確定隧道涌水量大小，結合施工斜井綜合縱坡，對抽排水設備型號性能比選，斜井設置分級集水倉兼車輛避險處，后期改擴為大型集水倉，合理搭配抽排水設施；在隧道主洞內設置三、五級沉淀池兼蓄水倉，對隧道內污水進行初級沉淀，并建立大型泵站；通過利用新型污水處理設備，配合隧道洞內外沉淀池設置，對隧道施工排水凈化[1]。

1 主要研究內容

（1）該方法通過在斜井設置分級集水倉及主洞緊急停車帶位置設置大型蓄水倉，利用大型高壓臥式離心泵與小型污水泵結合使用的方法，實現隧道涌水反坡抽排至洞外的同時利用洞內外沉淀池及污水處理設備的結合利用，凈化隧道污水。該方法的實施有效地解決了隧道抽排水問題，提高了隧道施工效率，降低了施工安全風險，提高了污水凈化效果[2]。

（2）研究富水隧道內具有通用沉淀池功能的蓄水倉方法，該方法通過具有沉淀池通用功能的蓄水倉，利用止水閥的開關及隔墻的設置，通過對隧道涌水在隧道內進行分級沉淀處理后，通過水泵將涌水抽排至洞外。蓄水倉的沉淀池作用，對涌水進行洞內沉淀，提高了水泵的抽排效率，減少了水泵的損壞率的同時對保護生態環境有較高的提升[3]。

2 經濟效益分析

該項目施工范圍內分布有沁河、東河、狼尾河3 條河流，其中沁河和狼尾河流量相對較大，能夠滿足施工現場養護和排水管道灑水用水。項目駐地生活用水通過接入地方自來水系統解決。3 座隧道施工點及拌和站的施工用水需要通過打深井解決，經初步測算，需鉆深井6 眼，具體費用根據實際鉆井深度進行結算。見表1~3。

表1 鉆井費用預估表

2.1 大縱坡斜井的施工隧道施工排水效益分析

根據隧道整體涌水情況，結合現場電力配合情況，進入主洞施工后共設計2 種抽排方式：

（1）方式1：將斜井原有避車洞兼集水倉改造為蓄水倉，在積水位置處采用順流或利用小功率潛水泵將污水抽排至固定泵站，再利用水泵直接抽排至洞外沉淀池。

（2）方式2：將斜井原有避車洞兼集水倉全部改造為蓄水倉，在掌子面位置處采用小功率潛水泵將積水抽排至最近的蓄水倉，再利用水泵逐級抽排至洞外沉淀池。

在表1、表2、表3 的基礎上，對兩者進行經濟效益對比分析見表4~5。

表2 排水管道設置表

表3 排水管道費用表

表4 方式1 的施工費用計算表

表5 方式2 的施工費用計算表

通過表4~5 對2 種方式的抽排水成本進行估算和對比，采用方式1 進行抽排水，節約費用3 078 396 元（3 712 604~6 791 000 元）。

2.2 污水處理技術經濟效益分析

該套多級污水凈化系統成本約為50 萬~70 萬元間，目前環水保等相關單位的處理文件最低罰款單次不小于10萬元，以及停工整改要求，同時還對公司法人進行通報，并將處理記錄在環水保單位進行留檔，對該單位的聲譽造成極其惡劣影響。也會使得項目本身成為重點監控對象。后續仍然需要對污水進行處理，綜合計算總價遠遠大于一套多級污水凈化系統的價格。

2.3 工期效益分析

經過工程實踐，該工藝抽排速度快，歷經70 d 將洞內涌水全部抽排完成，較普通抽排水方式提前了近3個月，為項目快速恢復施工奠定了基礎，抽排水效率良好。

2.4 社會效益分析

通過對大埋深富水隧道通過大縱坡長斜井解決施工排水、污水處理施工技術的專題研究，形成了成套的施工技術，解決了大縱坡長斜井進入超長隧道施工排水的困難，同時解決了隧道污水在抽出洞外處理困難問題，通過隧道建立固定泵站兼沉淀池及大型高壓水泵的應用，降低了隧道施工安全風險，加快了施工進度，對成套隧道污水處理設備的研究，通過多級沉淀池及污水處理設備的組合應用，提升了隧道施工整體環境，對污水處理再利用，減少水資源的浪費，在業主、監理等管理單位中得到認可與好評，符合可持續的發展理念。

3 結語

綜上所述，該文提出一種應用于富水隧道通過大縱坡長斜井反坡排水及污水處理的施工工藝，該工藝通過設置分級集水倉及沉淀池兼大型蓄水倉，利用大型高壓臥式離心泵與小型污水泵結合使用的方法，實現隧道涌水反坡抽排至洞外，同時利用洞內外沉淀池及污水處理設備的結合利用，凈化隧道污水。該工藝的實施有效地解決了隧道抽排水的問題，提高了污水凈化的效果。