14#施工支洞为斜井支洞，施工支洞全长 575.911m， 明挖段长 11.278m， 洞挖段长 5.633m，与水平面的夹角为 23.5°，支洞口到支洞平段垂直 高差为 213.499m。拟定承担主洞上游洞挖 900m。主洞下游洞挖 920m。施 工支洞断面为城门洞型，尺寸为 6.0m*5.0m (宽*高)。 1.2 地理位置
14#支洞位于昆明市盘龙区歌乐子村附近的茶厂后面。
2.1 施工交通
本工程位于云南省昆明市盘龙区，材料设备可直接从昆明采购，运输到施工 现场。 2.2 施工供电
2022 年 2 月 18 日已接通业主提供的网电，考虑到可能突发停电的发生， 14#
施工支洞备用 2 台 500kw、1 台 1000kw 的柴油发机电和 1 台 800KVA 的升压 变压器。
14#施工支洞已开挖至GLZ14#0+220 的位置，日常排水量已超过 400m3/h，放 炮完毕后的短时排水量更是高达 600 m3/h，原规划方案已经不能满足 14#施 工支洞的施工要求。根据设计资料“ 14#施工支洞最终预测涌水量值为 720 m3/h” ,结合现阶段的排水情况，并考虑到 14#施工支洞任务重、工期紧的特 点， 14#施工支洞的排水量按 720 m3/h 配置水泵和管路，根据规范要求考虑 30%的富余量，即抽排水能力应达到 936 m3/h。根据支洞斜井长、坡度陡、
高差大的特点，采用分级抽排方案，且在支洞GLZ14#0+470 处设变压器，采 取高压进洞方案以满足抽排水负荷较大的需要。
施工支洞随着洞挖向前掘进，抽排水的高差和水量逐渐加大，而施工期间又 不便采用高压进洞，因此无法选用大流量、高扬程、大功率的水泵，只能采 用在能够保证正常启动条件下的较大功率的水泵进行分级抽排。根据支洞斜 井长、高差大的特点和洞内出水点基本跟进掌子面的实际情况，拟采用三级 抽排， 14#施工支洞已开挖至
由于掌子面的水泵需要频繁挪移和安装，为方便施工，宜采用大流量，分量轻 的水泵， 当掌子面的潜水泵无法将水直接抽至积水坑时， 需要暂时增设积水坑， 暂时积水坑每 50 米设置一处，通过安装在暂时积水坑的水泵将水抽至大型积水 坑，对于长期渗水较大的渗水点，同样设置暂时积水坑，将水抽至永久积水坑 内。
3.1.2 水泵管线的选择
3.1.3 水泵选型 1.施工抽排水水主要为洞内渗水，除
地下渗水外，水中还含有岩屑，淤泥，回 弹物，所以还考虑抽水的成份组成。 2.洞内水量是骤减递增的，在各级泵站的选型上，应安装排水能力自上而下骤 渐递增。
3)水泵特性要求：强耐磨、耐腐蚀，工作稳定，易于维护。 4)水泵房选用流量大、扬程高的离心泵； 5)掌子面和暂时集水井选用较为轻便的潜水泵，根据水量大小在数量上予
以增减； 6)水泵扬程要考虑抽水高度、管路的沿程损失和局部损失； 7)水泵流量要考虑总的排水量和其排水管路管径的大小。 2、水泵扬程计算
1)水位高差 h =Z -Z
1
1 1 2
Z —水泵出水口高程 Z —水泵集水井高程
2
2)沿程损失：
h =
f
q—涌水量，单位为 m3/s；
C —海曾经威廉粗糙系数，钢管为 120；
W
D—管线直径，单位为 m；
I—管线长度，单位为 m；m、n 指数公式参数m=4.87，n=1.852； 3)局部损失：
h =
m
ζ—局部阻力系数， 截止阀取 5.5，全开蝶阀取 0.24,90°弯管取 0.9,45° 弯管取 0.4；
v—平均水流速度。
g—重力加速度，取 9.801。
4)单级抽水水泵最小扬程
H=1.1 (h+h+h)
3、水泵选型
支洞施工期间，采用洞外变压器供电，供电路线的电压降随着洞挖的向前
掘进二不断加大，因此水泵的单机功率不宜太大，否则水泵无法启动。根据经验并结合现场实际情况， 14#施工支洞的水泵配置如下：
泵站 名称 GLZ14#0+70
集水井 GLZ14#0+12
0 集水井 GLZ14#0+14
0 集水井
水泵 型号 WQ50-60-15 潜水泵 WQ50-80-22 潜水泵
流量 (m3/h ) 50
扬程 功率 (m) (kw)
出水 管径 (mm) 80
排水 高差
数量 (台)
备注
60
15 22
30.8
2 2
直接 出洞 直接 出洞
50
80
80
52.8
80
WQ50-100-37 潜水泵
100
37
219
61.6
3
一台 备用
186
108
90
325 219
74.8
4 4
一台 备用 一台 备用 一台 备用
GLZ14#0+17
0 水泵房
GLZ14#0+
IS125-100-31
5A 离心泵 WQ100-120-55
潜水泵 IS125-100-31
5
100
120
55 110
74.8
200
125
325 219
88 4
100
125 75
3.1.4、水泵房及集水井布置
由于目前 GLZ14#0+170 处水泵房不能满足排水要求，按照经济、合用的原 则，根据支洞剩余长度、坡度的情况，并结合水泵的情况，经过综合考虑，分 别在 GLZ14#0+220、GLZ14#0+380、GLZ14#0+480 三处设置水泵房，前两个水泵 房分为上下两层，上面布置水泵，底部设沉淀池和抽水池；在 GLZ14#0+480 处 的水泵房只设置水泵，其集水池和沉淀池设在支洞平洞段 GLZ14#0+500 处的集 水仓内，以避免水泵房因突发情况被淹，。水泵房和集水井位置详见 14#施工支 洞水泵配置表。
水泵房内采用离心泵排水，而离心泵对水质要求较高，因此水泵房内需设 置沉淀池和抽水池；离心泵体积和单件分量均较大，其安装和维修时需要的空 间较大，因此水泵房的大小为： 12m (长) *6m (宽) *2.0m (深)，水泵房总高 度为 5.5m。
集水井内采用潜水泵排水，潜水泵对水质要求不高，其体积也不大，因此 集水井的大小为： 3m (长) *3m (宽) *1.5m(深)，集水井总高度为 3.5m。
水泵房和集水井原则上均布置在施工支洞的右侧，开挖渣料采用挖机和人 工结合的方式运至矿斗，由于水泵房和集水井断面较大，为确保整个施工阶段 的安全，采用加强支护措施进行支护。
支洞施工期间，采用洞外变压器供电，并配置柴油发机电作为备用电源。 经过比较，在 GLZ14#0+480 处的水泵房未形成钱，此时支洞排水负荷最大，排 水路径为：掌子面→集水井( GLZ14#0+440) →水泵房(GLZ14#0+380) →水泵 房 ( GLZ14#0+220 ) → 洞 口 沉 淀 池 ， 排 水 用 点 负 荷 为
14*13+13*18.5+3*7.5+5*55+5*90+3* (75+110) =1585kw。根据排水用电负荷， 采用洞口 3 台 630KVA 的变压器供电，在支洞右侧共布置 5 趟 300mm2BLV 聚氯乙 烯绝缘铝芯电线和 1 趟 240mm2BLV 聚氯乙烯绝缘铝芯电线为动力路线，并配置2 台 500kw、一台 1000kw 的柴油发机电作为备用电源。
1)支洞施工过程中，每循环均在掌子面以外开挖一个小型暂时集水坑，降 低掌子面水位，使用完后用石渣回填。暂时集水坑大小视掌子面渗水量确定， 按 2.0*2.0*1.0m 设置，普通不小于4m2.爆破前人工将水泵移开掌子面，爆破完 毕后再移回掌子面进行抽水，掌子面每一爆破循环须投入大量人力进行潜水泵
搬运及排水管路整理，以保证排水顺畅。出渣过程中，由于在水中挖渣降效明 显，必须在出渣同时采用水泵进行掌子面抽水。 2.水泵房和积水坑设置在隧洞右侧，如果隧洞左则的渗水量较大时，在渗水点 处暂时设置一处积水坑，单侧或者双侧设置排水后，并通过地板的横向排水沟流 入右侧的水泵房或者积水坑，排水沟采用人工开挖，并浇筑 C20 混凝土，排水沟 尺寸 30*30cm
3.积水坑、水泵房、变压器房和蓄水仓均加强支护，采用42 钢管进性超前小导 管支护，其他参数略。蓄水仓底板采用 C20 混凝土浇筑 20cm 厚。 4.排水管均采用单长度为 6 米的钢管连接，每根管道焊接两个相同规格型号的 法兰盘， 安装橡胶止水垫片后， 采用螺栓连接， 因直径 325 的排水钢管质量重， 且管内水为动力水，为保证管路的使用安全，每隔 20 米浇筑一个混凝土墩。 5.洞内电缆全部用瓷瓶固定在墙上，路线全部采用防水电缆。 6.每一台抽水设备设置一个配电箱，大功率水泵，须单独设置一个配电柜，做 好一机一闸一箱一漏，有标识，有编号有防水措施，门锁齐全，配电箱外壳有 接零保护，箱内电气装置齐全可靠，机电功率在30KW 以上的用点设备单独配置 一个功率因素补偿柜，将将电源电压开到正常电压后，再将电压稳定输出，加 强水泵维护、保养，对主要易损配件，要尽量配足配件，确保抽水的连续性。
3.2、14#支洞主洞控制段排水3.2.1、主洞抽排水方案
隧洞纵坡为 0.5‰，主洞上下游排水采取抽排和自流相结合的方式将水汇集 到支洞平洞段 GLZ14#0+500 处储水仓，再利用支洞的水泵和排水管线通过水泵 房将水逐级抽排至洞口沉淀池。此外，主洞施工期较长，在支洞平洞段附近的
排水设备负荷较大，一方面负荷中心远离洞口供电点，所需电源负荷较正常情 况下大 20%摆布；另一方面，无法保证施工的正常进行， 因此采用高压进洞方案， 在 GLZ14#0+470 处安放 1 台 800KVA 的防爆变压器，在洞顶敖设 1 条 3*95mm2 高 压电缆， 主要承担支洞平洞段和主洞段排水设备的负荷， 还可承担 GLZ14#0+380 处水泵房部份排水设备的负荷。
3.2.2、排水系统布置
主洞排水管路采用设置 30cm*30cm 的混凝土排水沟和 1 条壁厚 4.5mmΦ219 无缝钢管相结合的方法，需要抽排时，在抽排点设置集水井，采用大流量、低 扬程水泵通过排水钢管抽排至支洞平洞段 GLZ14#0+500 处储水仓。原则上在主 洞上下游洞段选取围岩较好洞段每 100m 摆布布置一个集水井， 集水井大小为 2m (长) *2m (宽) *1m (深)，总高度 2m，集水井底部和内壁采用主洞支护的网喷 混凝土进行支护， 并布置长 1.5m 的Φ22 锚杆与钢筋网格焊接坚固， 锚杆间排距 按 1*1m 布置。排水沟在主洞沿线布置，底板和侧墙均浇筑 C20(40)混凝土厚20cm； Φ219 排水钢管在主洞沿线布置，壁厚为4.5mm。
主洞排水泵主要布置在集水井和掌子面，根据情况选用 WQ100-15-9.2 和 WQ50-15-5.5 两种类型的水泵， 各配置 18 台，其数量可根据用水量的大小调整。
3.2.3 供电系统布置
主洞施工期间， GLZ14#0+220 处水泵房的水泵和GLZ14#0+380 水泵房的部份 水泵采用洞外变压器供电，其余水泵采用洞内变压器供电。主洞排水设备用电 路线沿主洞左侧墙新布置 1 趟 300mm2 的电线。为了避免大电定点导致洞内变压 器无电时而无法启动相应的排水设备，因此在洞外备用800KVA 的升压变压器和 1000KW 的柴油发机电为其送电。
洞内变压器室根据 800KVA 变压器外形尺寸及变压器散热(变压器散热空间
2~3m)及安全要求(箱式变压器安全距离为 0.5m)，结合现场实际情况，变压 器室开挖断面为 5.4m*4m*5.2m (宽*高*长)，并在洞顶设一个风扇对变压器进行 散热、降温。
3.2.4 主洞施工期间抽排水人员配置
由于洞内抽排水作业的连续性，每天按 3 班工作制，每班抽排水作业人员 不少于 14 人，设备检修 1 人(兼班长)、管道工 2 人、专职电工 2 人，并设置 队长 1 人，共 58 人。
3.3、洞外排水系统
根据施工区域情况，洞内排水的出口点直接为沉淀池，经过沉淀后流入沿 坡脚修筑的排水沟，最后汇入 X101 县道排水沟。
1、 沉淀池
根据地形， 在进洞口右侧挨近坡脚的地方开挖两级沉淀池， 经初步沉淀后 进行再次沉淀，沉淀池间通过排水沟相连。沉淀池一的大小为长 12m*宽 6m*深 2m，采用挖掘机进行初步开挖，然后采用人工开挖休整到位；沉淀 池底部软弱基础采用砌块石回填，然后浇筑 C20(20)_混凝土厚 20CM；四 周采用 M7.5 浆砌石砌筑，底宽 50CM，采用 M7.5 浆砌石砌筑，用 2cm 厚 德 抹面。沉淀池二大小为长 8m*宽 6m*深 2m,中间不设隔墙，其施工方法 同沉淀池一。 2、 排水沟
排水沟沿坡脚修筑，排水沟过水断面尺寸为宽 70cm*深 100cm，侧墙和底 部均采用 30cm 厚的C20(20)混凝土。排水沟采用 0.3m3小型挖掘机初挖， 人工开挖休整到位。 (1) 由于考虑到当地雨季的特点多有雷电，网电停电几率高，为防止停电
对抽排水的影响。 我部备用 2 台 500KW、1 台 1000KW 的柴油发机电和 1 台 800KVA 的升压变压器，在突发停电时，及时启用柴油发机电发电以 满足排水要求。
(2) 配置足够的备用水泵，避免水泵发生故障后抽排水不及时的情况。
(3) 14#施工支洞斜井长，上下不便，为保证水泵发生故障后及时更换、修
理，抽排水人员配置充足，且在斜井上下均有专人值守。
(4) 各类电线、电缆必须严格按照像关规程规范和要求进行架设，严禁乱
搭乱架。
(5) 电工、修理工时常巡视检查施工现场的路线和设备状况，发现问题及
时排除事故隐患。
(6) 集水井修筑尽量选择围岩较好的洞段，若无法避开 V 类围岩洞段，则
必须采取必要的措施保证钢支撑支护体系的稳定。
(7) 加强水泵操作人员的培训工作，熟练掌握水泵的操作要求，熟悉水泵
维修的基本常识，时常清理沉淀池，为水泵提供良好的运行环境。
(8) 施工支洞斜井长、坡度陡，人员上下注意安全，穿戴好防护用品，注
意防滑，避免摔倒，碰撞沿路管线和运行矿斗，严禁酒后进入洞内。
1、14#施工支洞抽排水系统平面布置图
2、14#施工支洞集水井、水泵房、储水仓剖面图
3、14#施工支洞水泵房开挖支护图
4、变压器室开挖支护图
5、14#施工支洞管线布置图
6、14#施工支洞主控段上、下游抽排水系统布置图
7、14#施工支洞场外排水布置图
8、14#施工支洞、主洞水泵连接示意图
9、14#施工支洞水泵连接详图
10、1#施工支洞排水系统工程量清单
11、14#施工支洞排水系统材料设备清单
