一、隧道反坡段排水的一般方法

    隧道反坡段施工时因掘进作业面按下坡的方式向前推进，使地下水和施工用水积聚在工作面底部。为避免掘进过程中设备浸入水中和影响仰拱块铺设作业，TBM一般都随机备有一套具有一定排水能力的排水系统。然而，当反坡地段处在富水区域内，有可能出现涌水时，还应制定出包括应急措施在内的施工排水方案。该方案主要包括引排水路径及排水系统的组成与设置。

    引排水路径一般根据工程是否有平行导坑而定。在有先行贯通的平行导坑的情况下，污水可通过就近的横通道直接引入平行导坑水沟后顺坡排出洞外。否则，必须采用多级集水坑和水泵的方式，将污水由低位到高位逐级引排过变坡点后，经仰拱块中心水沟顺坡排出洞外。

    排水系统主要由水泵、管路、集水坑等设施组成。其中水泵的技术性能、管路规格以及集水坑的容量、数量、位置和间隔距离等，应根据排水量的要求和作业特点进行合理配置。

    集水坑和排水泵通常沿隧道中心水沟间隔设置。集水坑的作用有两个，其一是将工作面的污水由低位接引到高位；其二是防止高位的地下渗水顺中心水沟流向工作面，以减少工作面积水和对仰拱铺设作业的干扰。在具有平行导坑排水条件的情况下，必要时也可在横通道与正洞的交汇处布设集水坑，以便就近将中心水沟集水坑内的污水转引至平行导坑排水沟内。

    二、秦岭Ⅰ线隧道反坡段排水实施方案

    秦岭Ⅰ线隧道出口段从洞口起掘进3266 m以后，开始转入3‰～11‰的反坡段施工，隧道的2666 m地段存在反坡段排水问题。据地质资料显示，其中有1745 m处于富水区域。根据工程具体情况，确定采用工作面污水和地下水经横通道排入Ⅱ线平行坑的引排方案，横通道间距为420 m。

    （一）排水系统

    1．TBM工作面排水系统

    TBM工作面排水系统总排量为130 m³/h，由1台流量为100 m³/h的泥浆泵、2台流量各为15 m³/h的潜水泵、1个容量为20 m³的污水箱、1台流量为156 m³/h的铠装泵及相关的排水管路组成。

    位于工作面的2台潜水泵与泥浆泵并联后，通过直径为100 mm的钢管，依次与设在16号拖车左侧的污水箱、铠装泵相连，铠装泵排水口管道与设在17号拖车上的水管卷筒连接。潜水泵靠近刀盘后部设置，泥浆泵置于前外机架正下方，通过导链悬挂于机架，换步过程中将水泵提起，其他时间放下，水泵高度根据洞底积碴多少调整。根据工作面水量大小，泥浆泵和潜水泵可同时启动，也可单独启动。当所抽排的污水和TBM各系统冷却回水经管路进入水箱，接近其最高水位线时启动铠装泵，并通过卷筒水管和排水管道，由横通道将污水排入Ⅱ线平行导坑排水沟。

    卷筒水管可跟随TBM掘进而延伸，当卷筒水管仅剩1～2圈时，应接长排水钢管，卷回污水管，防止TBM拖拉后配套系统时将污水管拉断。此处需专人负责卷筒水管的收放及尾部管路的检查。

    污水进入污水箱后，经沉淀净化处理，所含沙子、碎石残存于水箱底部。正常掘进时每10～15天清理一次。如遇富水区，则应缩短清理时间间隔。

    2．TBM工作面备用排水系统

    该系统用于工作面积水量超过130 m3/h时的情况。系统排水总量为400 m³/h，由2台流量为200 m³/h的6ZX - 20型自吸泵和后接排水管组成。

    自吸泵悬挂于连接桥中层平台下。排水管采用直径为150 mm的钢管或带钢丝软管，布置于连接桥和后配套系统的左侧，延伸至后配套系统尾部。后配套系统各拖车间的排水钢管通过软管连接。后配套系统以后至横通道地段，以钢管为主，置于仰拱块左侧，并经横通道通往Ⅱ线平行导坑。后配套系统尾部与钢管之间采用40～50 m软管相连，作为TBM向前掘进的可调式伸展管道。为防止管路排水倒流对泵产生不良影响，在自吸泵与排水管间增设止回阀。为尽快将工作面水位降至30 cm以下，工作面排水系统的3台水泵应与备用排水泵同时启动，以保证设备和人员的安全。

    3．中心水沟截流排水系统

    本系统的作用是防止TBM后方的高位水通过中心水沟经仰拱块作业区不断流入掘进工作面，减轻工作面的抽排压力和对仰拱块铺设作业的干扰。

    系统在Ⅰ线隧道DK77+524(距离变坡点约2 km)处设一大集水坑。TBM施工到该处时，预留1块仰拱块不铺设，留出作为大集水坑，并配置1台流量为65 m³/h的QW65-10-3型潜水泵，通过管道将截流的水排至就近的横通道集水坑。横通道集水坑中配1台流量为108 m³/h的5DA-8型自吸泵。横通道内架设一道直径为150 mm的钢管，与集水坑中的水泵相匹配，以便将TBM后部2 km范围内的涌水汇集至此处，再由此抽排到Ⅱ线平行导坑排出。

    （二）排水系统主要设备机具配置（见表6-7）

    表6-7    排水系统主要设备机具配置一览表

    （三）劳力组织

    成立排水工班，下设3个小组，分别随掘进和整备工班作业（见表6-8）。

    表6-8    排水作业劳力组织表

    （四）排水系统的供电

    排水系统配置专用的配电箱，安装于连接桥E02配电柜外侧过道平台上。常规情况下动力由TBM主变压器供电，经E02柜输出；当E02停电时，利用架设于横通道及洞壁的电缆线，由Ⅱ线可移动变压器供给。为保证排水，在配电柜、主机下部水泵处与后配套系统17号拖车污水管卷筒等处设应急照明灯，以保证充足的照明。