隧道工程供水施工指导意见

隧道工程供水施工指导意见临时供水工程是为了满足施工期间生活用水、生产用水、消防用水的需要，保证正常施工的必备临时设施之一。一、供水施工首先要做好水源调查工作隧道工程中临时用水主要是由混凝土拌和用水、养护用水，机械设备用水及生活用水组成。施工中必须有充足的水量以满足工程和生活需要，同时还需考虑水质和水压的要求（主要满足凿岩机用水压力要求）。隧道开挖前必须认真细致做好水源地调查工作。1.水源地和水量调查中应重点注意以下几点：⑴选用的水源，其水量在最枯旱季节应能满足施工和生活的需要。施工中经常选用的水源有山上自流水、泉水、河水或钻井抽水。河流水作水源时，应向当地水文站取得该河的流量，洪、枯水位资料，据以推算施工期间的流量和水位。地下水作水源时，调查流量可利用浅井作抽水试验。沟渠、山溪水作水源时，视流量大小可采用三角堰等测定其流量。⑵水源宜选在洞口附近的较高位置，以节约引水管路和抽水设备，并能满足洞内用水的水压要求。⑶如须使用附近农田灌溉用的水库或池塘蓄水时，必须查明其蓄水量能满足农灌和隧道施工两者用水的最大需要，并取得有关方面的同意。⑷无地表水可以利用的地区，应调查地下水源。11 ⑸利用地表水源位于隧道附近时，要分析地表水和地下水的补排关系，预计隧道开挖后地表水是否有可能向开挖坑道下渗流失。2．水源地水质应满足的要求水质必须取样化验。生活用水应满足饮用水标准。混凝土拌和、养护用水应符合隧道施工质量验收标准的相关规定。湿式凿岩与防尘用水标准应满足细菌总数在37℃培养24h每毫升水不超过100个；大肠菌总数每升水中不超过3个；浑浊度不大于5mg/L，特殊情况（暴雨洪水）允许达10mg/L。二、尽可能准确的估算用水量用水量估算应分为生产用水、生活用水、消防用水三个方面。详细和准确的用水量估算，可以节约供水成本，防止浪费。通过计算总用水量对调查水源地进行选用，如单一水源地不能满足需要，应选用两个或两个以上水源进行补给。1.生产用水量计算施工用水与工程规模、机械化程度、施工进度、人员数和气候条件等有关，故用水量变化幅度很大。实际施工中铁路隧道可参考下面公式进行计算，公路隧道可根据与铁路隧道断面大小的比值选取参考值。每小时平均用水量按下列公式计算：式中──生产用水平均流量（m3/h）q──生产用水指标（升）参考下表。V──工程数量。t──按施工组织、施工计划安排的各分项工程的工期（天）。11 生产用水指标参考表序号工程项目单位用水量（L）一建筑安装工程1单线隧道开挖延米103000～1130002单线隧道压浆延米1900～26003混凝土m31200~13004浆砌石m3500~600二施工机械及运输工作1挖掘机、自卸汽车台/时30～352湿式凿岩机台/时240～3003空气压缩机马力/时254汽车用水辆/昼夜400注：建筑安装工程各项用水量均包括养护用水，施工机械用水为机械冷却用水量。2.生活用水量计算每小时平均用水量按下列公式计算：式中──生活用水平均流量（m3/h）──生产工人用水指标，m3/d；──生产工人数；──非生产人员用水指标，m3/d；──非生产人员人数；选定用水指标时应考虑当地气候、居住条件、工种类别以及当地的风俗习惯等因素。目前的11 隧道施工工地卫生要求提高，生活设施机械（如洗衣机等）配置增多，耗水量增大，可按下列参考指标估算：生产工人平均0.1~0.15m3/d；非生产人员平均0.08~0.12m3/d；3.消防用水量计算式中──消防用水储水量（m3）；q──消防耗水流量（L/s），T──灭火历时（h），一般以0.5~1.0h计算。按临时建筑房屋每3000m2、消防耗水用量15~20L/s、灭火时间0.5~1.0h计算消防储备量。4.用水总流量计算Q=+式中Q──施工单位用水总流量（m3/h）──生产用水平均流量（m3/h）──生活用水平均流量（m3/h）三、认真进行经济、技术比选，确定具体供水方案1.供水方案的类型隧道工程现场将水源地的水引至至洞口一般采用管道运输和汽车运输的方式。离较远时采用汽车（或罐车）运水，但确定使用前应与长距离管道输水进行经济比较。方案中较为重要的是洞口储水及向洞内高压供水的方案，目前有三种，一是高山水池法，又称高位水池法；二是低位水池设增压泵法；三是高压储水罐加压法。具体施工时应11 根据供水和要求，结合估算出的用水量及水源调查资料和三种方案的优缺点及适用范围，经过经济比选后决定采用何种方法施工。⑴高山水池法高山水池法是修筑满足整体工程用水量的高位水池，并在生活住地和拌和站设置低位水池或蓄水池，由高位水池分别给低位水池和洞内供水（利用势能增压原理）的方法。适用范围：适用于隧道口上方附近有水源，水量丰富，且水源处与洞内掌子面高差满足水压要求。或者是洞口有水源，抽水管路不是很长。水源地高程不大于隧道洞口高程10m时不宜采用。优点：可以直接利用水源势能满足洞内高压水的压力需要。在水源与高水水池之间安装较短的管路，基本无电费发生或者发生电费较少。缺点：一般在50～70m高度上开挖高山水池，开挖、出碴、砌筑施工和材料运输较为困难，水池施工费用较高。施工地点冬季天气寒冷时，长管路埋设应设防冻设施。⑵增压泵法增压泵法是隧道洞口附近修筑满足整体工程用水量的低位水池，由水源地直接向低水水池和生活蓄水池供水，低位水池向洞内供水的管路系统上接增压水泵进行加压供水的方法。适用范围：增压泵法适用于水源地高程不大于隧道洞口高程10m。优点：方法简单，可以直接与洞内供水管连接并增压；一般增压泵重量轻（在55kg11 左右），功率低（3kw），安装简便；不存在修筑高山水池，费用低。缺点：低位水池较大；水源地应设泵站；施工期内水源地水泵、进洞增压泵和管路需要维护人员。⑶高压储水罐加压法高压储水罐加压法是隧道洞口附近修筑满足整体工程用水量的低位水池，由水源地直接向低水水池和生活蓄水池供水，低位水池向洞内供水利用空压机压缩的高压风对储水罐中的水进行加压供水的方法。适用范围：高压储水罐加压法适用于水源地高程低于隧道洞口高程。优点：不存在修筑高山水池；占地面积小；储气罐由空压机人员负责管理维护，施工期内仅需泵站水泵和管路维护人员。缺点：必须采用专门设计；储气罐属于压力容器，应由所在地特种设备部门验收，运行期间应进行检验；能源存在二次转换，效率有限（从电能转换成高压风能，从高压风能转换成高压水）。水源地应设泵站；2.供水方案的比选当水源地高程大于隧道洞口高程10m时且水源地水平距离较近时，仅修筑管路至洞口高山水池，即可解决高压供水问题，施工期间维护较为简便，计算费用时电费、管路材料费较少，无泵站人员工费等，费用将降至最低，此时应为隧道高压供水的首选技术。当水源地高程不大于隧道洞口高程10m时，通过各项供水技术特点可见增压泵供水安装简便，安全可靠，费用低廉，应为隧道高压供水的首选技术。实际施工情况较为复杂时，应对管路输水和汽车（或罐车）运水及三种11 高压供水方案进行费用比选，其中人工费、材料费、机械使用费、措施费、间接费计算时应采用相同边界条件设置，不得漏项，防止不同部门比选结论偏差较大。3.供水方案的具体要求：⑴在天然水源较多地区，且水头较高、水量丰富，可根据地形和水源距洞口的位置，设一座或多座蓄水池统一供水，也可分开供水。⑵当水源较低，需要提升到一定高度以满足施工要求时，应设抽水泵房集中供水。⑶生活饮用水池（或水箱）应与其他用水的水池（或水箱）分开设置，且应有明显的标识。生活饮用水池（或水箱）应采用独立的结构形式，不宜埋地设置，且应采取防污染措施。⑷临时建筑各用水点压力应满足使用要求。各配水横管的给水压力大于0.35Mpa时，应设置减压或调压设施。⑸在水源困难地区的供水采用地下水源挖井提水，或集中几处少量水源汇储于蓄水池中，供一个洞口使用。⑹采用汽车（罐车）运水时，应设临时给、卸水设备。临时给水设备具体施工时应因地制宜、就地取材修建。如因铁路运营需要，有条件时，尽可能将临时供水设备与永久供水一并考虑。四、供水设施还应符合下列技术要求：1.水池构造及位置要求11 洞口水池容量，应结合水源流量决定，如流量大，供水量超过用水量时，洞口的水池容量，一般有20~30m3即满足要求，如供水量小于用水量，则水池容量须考虑足够的蓄水量，以满足洞内外每班集中用水时最大用水量的要求（即总用水量的要求）。高山水池应除应考虑耗水总量，水源以及抽水设备能力外，并应满足洞内最高用水的点的水压要求。⑴水池构造与容积水池构造力求简单不漏水，基础应置于坚实地层上，一般可采用石砌。当容积大于50m3，根据地形条件用埋置式或半填置式。水池顶宜加临时遮盖。水池容积计算公式：V=24ac（+）式中V──水池容积（m3）a──调节水量系数，一般用1.10~1.20；c──储水系数（水池容量/昼夜用水量），昼夜用水量小于1000m3，用1/4~1/6；1000~2000m3，用1/6~1/8；──生产用水平均流量（m3/h）──生活用水平均流量（m3/h）水池应根据地形条件、水质要求分别在生产区和生活区设置，或统一设置。水池容积应根据实际用水量计算。⑵水池位置要求高山水池不宜设置在隧道线路上方，位置高度应保证洞内最高用水点的水压要求，水池位置至配水点的高差H（m）的计算，可参考下面公式：H≥1.2h+ahf11 式中h──配水点要求水头（m），凿岩设备一般需要3kg/cm3，则h=30m。a──水头损失系数，（按管道水头损失5~10%计算），a=1.05~1.10。hf──管道内水头损失（m），可根据钢管水力计算表查取计算。2.临时管道和泵房布设要求临时给水管道用的管材，应根据工程特征、用水要求及管材供应情况而定。一般应采用安装简易、拆迁倒用方便的管材，如钢管、橡胶管及塑料管等。临时给水泵房的布置和要求，按临时房屋有关规定办理。⑴输水管道应能保证供水安全。布置管道时，应进行全面规划，应尽量做到线路最短，土石方工程量最少，造价最低。尽量不占或少占农田。⑵敷设管道前，应测量中心线和标高，并注意躲开滑坡、坍方等地质不良地带。⑶管路敷设要求平顺、直、弯头少，线路短，主管路管径尽可能一致；接头严密不漏水并且固定牢靠。⑷管路沿山顺坡敷设悬空跨距过大时，每6～12m应设立支柱承托，支承点与管子间加木垫，严寒地区洞外管路在冬季时，应包扎防冻。⑸水池的输出管应设总闸阀，主管路上每隔300～500m安装闸阀一个，以便控制和维修管路。其他附件如三通管、分水器等按施工需要，结合实际情况设置。⑹洞内水管管路应敷设在电缆、电线相对的一侧，不得妨碍运输；当与水沟同侧时，不得影响排水。11 ⑺洞内水管前端至开挖面宜保持30m距离，并用高压软管连接分水器。洞内软管的长度，一般情况下不宜大于50m。⑻钢管在安装前应进行检查，有裂纹、创伤、凹陷等现象时不得使用，管内不得保留有残余物和其它脏物。⑼泵房水泵在安装前，应按图纸检查基础的位置、预留管道孔洞洞等各部分是否符合要求。两台及两台以上并联的各台水泵纵向轴线必须平行，且水平一致。水泵底坐位置经校核准确后，方能灌注水泥砂浆并固定地脚螺栓。3.水泵及增压泵的选用要求⑴选用水泵时，水泵流量应大于或等于用水总流量Q。⑵增压泵的扬程应满足洞内最高用水点的高度及管道压力损失。流量应满足洞内最高用水点的需水量或总用水流量。⑶选用增压泵之前必须确认实际扬程和实际流量，以免造成与设计计算不符。⑷水泵的数量除满足正常施工需要外，至少应备用一台。4.高压储水罐安装与操作⑴高压储水罐使用前应由所在地特种设备部门验收，运行期间应进行检验。⑵储水罐安装有水位计、压力表、排气阀门，在施工生产中可根据施工实际需要及时对风压与水压自由调节。⑶开启排气阀门①，将罐内空气排出→⑵开启进水阀门②11 ，使用抽水机（4kw）将降温循环水池水抽入储水罐，直到排气管有水流出，则证明水已加满，关闭进水阀门②及排气阀门①→⑶开启空压机主管道进气阀门③，向储水罐加压约0.6Mpa。两个储水罐轮换供水使用，一个蓄水一个供水，可以保证不间断供水。原理及现场使用如下图所示。　11