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摘要：大岐山隧道为贵广铁路重难点工程之一，隧道全长9507m，为加快工程施工进度，隧道设置长1423m的斜井一座，斜井井底与井口高差为90.5m。斜井工区施工的正洞与隧道进口贯通前，排水采用逐级反坡排水方式。本文通过对大岐山隧道反坡排水施工进行总结，对类似隧道施工期间排水具有一定借鉴作用。
关键词：隧道 斜井 反坡排水 涌水
中图分类号：U45文献标识码： A
1工程简介
1.1 工程概况
大岐山隧道起点里程为DK599+818，终点里程为DK609+325，正洞长9507m。隧道在DK603+793右侧设置与线路小里程方向呈62°的三和斜井；隧道在DK608+868右侧设置与线路垂直的里家寨横洞。
三和斜井位于步头镇三和村，断面按双车道断面设计。斜井位于线路前进方向的右侧，与线路小里程方向呈62°，斜井长1423m，综合坡度为6.36%，斜井井口与井底高差为90.5m。
1.2 水文地质情况
大岐山隧道三和斜井位于中等富水区，地下水较发育，斜井施工期间预测斜井涌水量755m3/d、正洞施工期间预测涌水量3700 m3/d，水质较好，对混凝土无侵蚀性。
1.3 斜井工区施工组织及排水方式
斜井工区施工完斜井后，向出口方向施工正洞2000m，排水方式为顺坡排水；向进口方向施工正洞1800m，排水方式为反坡排水；该段正洞隧道坡度为8.5‰。斜井正洞与进口未贯通前，斜井工区排水均采用反坡排水方案。
2 斜井反坡排水技术
2.1 排水管设置
在斜井井身左侧设置1条Φ200钢管作为正常排水管，如遇断层涌水量较大处，则将施工用Φ200高压风管作为备用排水管供应急排水使用。斜井施工正洞后，向进口方向施工时排水为反坡排水，正洞排水采用Ф150排水管；向出口方向施工为顺坡排水，正洞排水采用临时水沟排水。
2.2 泵站设置
斜井排水采用多级泵站接力进行排水，斜井内泵站按照200m设置一处，斜井内共设置7个固定泵站。前一泵站至该处泵站段的施工废水通过排水沟汇入沉淀池，再由该处泵站抽至前一泵站的沉淀池，斜井内的施工废水依次通过各级泵站排出洞外。
掌子面处排水采用移动式潜水泵将水抽排至掌子面附近的临时集水坑或就近的固定泵站内。斜井自身施工期间排水见图1。
斜井开挖至正洞后，斜井向出口方向施工时为顺坡排水，掌子面废水及洞身出水利用临时水沟流入斜井井底泵站；向进口方向施工时为反坡排水，掌子面废水采用潜水泵逐级排至井底泵站，然后由该泵站将洞内废水排至斜井前一泵站，并依次排至洞外。斜井施工正洞期间排水见图2。
3 水力计算及设备选型
3.1 基本参数
斜井长1423m，井口与井底高差90.5m，综合坡度6.36%，预测斜井涌水量755m3/d，每个泵站设置2台水泵；每个集水坑设置2台小型潜水泵。每台水泵配置一套自动抽水装置（见图3），根据泵站/集水坑内水位高度的不同，来控制启动1台或2台水泵。斜井施工至正洞后，预测正洞最大涌水量3700 m3/d，斜井底部正洞内设置一个泵站，用以汇集正洞内的施工废水，斜井向进口方向每隔300m设置1个泵站，用以抽排正洞向进口方向的施工废水。
3.2 设备选择的原则
⑴隧道排水主要为隧道渗水，同时需考虑到施工用水。水质除地下水的本身成分外，主要还有岩石石硝、泥浆，同时还有喷射砼的回弹物掺杂物，所以，除考虑到需排出的水量外，还应考虑到排水的成分组成。
⑵洞内水量是逐段递增，则在各级泵站的水泵选型上，应按排水能力递增原则自下而上递增选配。
⑶各级泵站排水能力应充分配备，并有一定的储备能力。
3.3 计算过程
⑴水泵流量
预测斜井涌水量755m3/d，即31.5 m3/h，正洞施工期间预测最大涌水量3700 m3/d，即154m3/h。水泵的流量折减系数取0.85，则
Q1=31.5m3/h÷0.85÷2台=18.5m3/h·台
Q2=(154+31.5)m3/h÷0.85÷2台=93m3/h·台
⑵水泵扬程
H=200×6.36%+5m（安全水头）+3m（水头损失）=20.7m
由以上计算可得：斜井施工时，首级水泵流量不小于18.5m3/h，扬程不小于20.7m，正洞施工时，斜井内首级水泵流量不小93m³/h，可满足施工需要。
3.4 水泵的选择
根据斜井及正洞施工的长度，斜井内需要设置7个泵站，从斜井口至井底分别命名为斜井①～⑦号泵站，从斜井正洞向进口方向需要设置7个泵站，分别命名为正洞①～⑦号泵站。各泵站配置抽水设备如下表：
斜井内泵站配置见表1：
表1斜井内泵站设备配置表
正洞内泵站配置见表2：
表2正洞内泵站设备配置表
4 斜井反坡排水总结
4.1 斜井施工期间排水
⑴管路安装
斜井井身方向的左侧安装1根Φ200钢管作为排水管，正常水量时使用，将施工用Φ200高压风管作为备用排水管。排水管路每200m设置一个减压阀，防止水锤对管路或水泵造成损坏。排水管路在洞外通过排水沟接入沉淀池，经处理后排放。
⑵泵站设置
斜井每施工200m，在斜井井身左侧设置一泵站，斜井上一泵站至本泵站段废水通过水沟直接汇入泵站集水池内，本级泵站至掌子面处积水通过掌子面集水坑内水泵抽排至本级泵站内，然后通过泵站排除洞外。
⑶集水坑设置
在掌子面处设一小型临时集水坑，采用小型潜水泵将水直接抽到就近的泵站内，在由泵站逐级排出洞外。
4.2 正洞施工期间排水
斜井施工至正洞后，在斜井井底正洞内线路右侧设置一泵站，正洞向进口方向施工时，正洞废水通过掌子面集水坑、泵站排至井底泵站，再由泵站排出洞外。斜井向出口方向施工时，正洞排水采用自然坡度排至斜井井底泵站，再由泵站排出洞外。
4.3 防止涌水预案
大岐山隧道在施工中穿过断层破碎带时，有突然涌水的可能。施工中，一方面采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况，提前疏排或注浆止水；另一方面，还要做好应急准备，配足大功率抽水设备，一旦发生涌水，尽快抽水排出，确保施工安全。
根据超前地质预报的结果，显示富水的段落，或设计图纸中表明有异常的段落。到达该段的前10m，开挖班每次钻眼时，采用5m长长钎进行超前探测。拱顶，两侧起拱线，共设3个探孔。并对未安装的备用大功率水泵进行调试，如出水量超出了已配备潜水泵的工作能力，立即将备用的管路、各水仓处备用的水泵全部起用，以满足排水要求。如5m长长钎探出前方有异常情况，有股状水从钻孔内射出。在已施做完成的探孔的四周向外侧增打探孔，如还有异常，应停止开挖作业。改用超前地质钻机进行探测。根据探测结果选择适当的施工方案。
应急排水措施：高压供水管和高压风管在接力泵站和斜井底部设有专用接口，需要时可马上把高压风管临时改成排水管，安装高压水泵排水。
4.4 其他注意事项
在反坡排水的实施中，还应注意以下问题：
⑴机械管理人员加强设备的日常检查工作，尤其是要保证备用设备完好，紧急情况下设备能正常运转。
⑵对于排水系统的运转，要安排专人值班，发现异常情况及时进行协调解决，确保设备及人员的安全。同时每台水泵需配备自动抽水装置，以减少维护人员的投入。
⑶在水箱、集水坑处挂设彩灯及警示牌，并对设备进行挡护。防止车辆及人员触碰。
⑷如掌子面发生涌水，水量超过了排水系统的工作能力，值班人员应立即组织人员撤离掌子面。
5 结束语
反坡排水是设置斜井隧道施工中的一项重要内容，大岐山隧道三和斜井施工排水工程通过周密设计和详细策划建设，加之施工中的不断摸索和改进，施工中未发生一起因隧道排水问题而导致的水淹掌子面事故，隧道施工一直处于良好的状态，为保障高标准客运专线长大隧道施工顺利进行提供了有力的保障。
參考文献
[1] 李德林 张忠厚 黎富贵 高盖山3#斜井“三段式”长大反坡排水方案.
[2] 舟山生 高等学校试用教材《水力学》.北京.高等教育出版社.1980年6月.
[3] 朱永全 宋玉香 中国高等学校土木工程专业新编系列教材《隧道工程》.北京.中国铁道出版社.2006年9月.
[4] 段双喜 复杂岩溶隧道反坡抽排水系统设计与应用.山西科技.2009年第一期.
作者简介：宋立海（1981—），男，工程师，2004年毕业于中南大学土木工程学院，工学学士。主要从事铁路、公路隧道和城市地下铁道的施工与管理工作
关键词：隧道 斜井 反坡排水 涌水
中图分类号：U45文献标识码： A
1工程简介
1.1 工程概况
大岐山隧道起点里程为DK599+818，终点里程为DK609+325，正洞长9507m。隧道在DK603+793右侧设置与线路小里程方向呈62°的三和斜井；隧道在DK608+868右侧设置与线路垂直的里家寨横洞。
三和斜井位于步头镇三和村，断面按双车道断面设计。斜井位于线路前进方向的右侧，与线路小里程方向呈62°，斜井长1423m，综合坡度为6.36%，斜井井口与井底高差为90.5m。
1.2 水文地质情况
大岐山隧道三和斜井位于中等富水区，地下水较发育，斜井施工期间预测斜井涌水量755m3/d、正洞施工期间预测涌水量3700 m3/d，水质较好，对混凝土无侵蚀性。
1.3 斜井工区施工组织及排水方式
斜井工区施工完斜井后，向出口方向施工正洞2000m，排水方式为顺坡排水；向进口方向施工正洞1800m，排水方式为反坡排水；该段正洞隧道坡度为8.5‰。斜井正洞与进口未贯通前，斜井工区排水均采用反坡排水方案。
2 斜井反坡排水技术
2.1 排水管设置
在斜井井身左侧设置1条Φ200钢管作为正常排水管，如遇断层涌水量较大处，则将施工用Φ200高压风管作为备用排水管供应急排水使用。斜井施工正洞后，向进口方向施工时排水为反坡排水，正洞排水采用Ф150排水管；向出口方向施工为顺坡排水，正洞排水采用临时水沟排水。
2.2 泵站设置
斜井排水采用多级泵站接力进行排水，斜井内泵站按照200m设置一处，斜井内共设置7个固定泵站。前一泵站至该处泵站段的施工废水通过排水沟汇入沉淀池，再由该处泵站抽至前一泵站的沉淀池，斜井内的施工废水依次通过各级泵站排出洞外。
掌子面处排水采用移动式潜水泵将水抽排至掌子面附近的临时集水坑或就近的固定泵站内。斜井自身施工期间排水见图1。
斜井开挖至正洞后，斜井向出口方向施工时为顺坡排水，掌子面废水及洞身出水利用临时水沟流入斜井井底泵站；向进口方向施工时为反坡排水，掌子面废水采用潜水泵逐级排至井底泵站，然后由该泵站将洞内废水排至斜井前一泵站，并依次排至洞外。斜井施工正洞期间排水见图2。
3 水力计算及设备选型
3.1 基本参数
斜井长1423m，井口与井底高差90.5m，综合坡度6.36%，预测斜井涌水量755m3/d，每个泵站设置2台水泵；每个集水坑设置2台小型潜水泵。每台水泵配置一套自动抽水装置（见图3），根据泵站/集水坑内水位高度的不同，来控制启动1台或2台水泵。斜井施工至正洞后，预测正洞最大涌水量3700 m3/d，斜井底部正洞内设置一个泵站，用以汇集正洞内的施工废水，斜井向进口方向每隔300m设置1个泵站，用以抽排正洞向进口方向的施工废水。
3.2 设备选择的原则
⑴隧道排水主要为隧道渗水，同时需考虑到施工用水。水质除地下水的本身成分外，主要还有岩石石硝、泥浆，同时还有喷射砼的回弹物掺杂物，所以，除考虑到需排出的水量外，还应考虑到排水的成分组成。
⑵洞内水量是逐段递增，则在各级泵站的水泵选型上，应按排水能力递增原则自下而上递增选配。
⑶各级泵站排水能力应充分配备，并有一定的储备能力。
3.3 计算过程
⑴水泵流量
预测斜井涌水量755m3/d，即31.5 m3/h，正洞施工期间预测最大涌水量3700 m3/d，即154m3/h。水泵的流量折减系数取0.85，则
Q1=31.5m3/h÷0.85÷2台=18.5m3/h·台
Q2=(154+31.5)m3/h÷0.85÷2台=93m3/h·台
⑵水泵扬程
H=200×6.36%+5m（安全水头）+3m（水头损失）=20.7m
由以上计算可得：斜井施工时，首级水泵流量不小于18.5m3/h，扬程不小于20.7m，正洞施工时，斜井内首级水泵流量不小93m³/h，可满足施工需要。
3.4 水泵的选择
根据斜井及正洞施工的长度，斜井内需要设置7个泵站，从斜井口至井底分别命名为斜井①～⑦号泵站，从斜井正洞向进口方向需要设置7个泵站，分别命名为正洞①～⑦号泵站。各泵站配置抽水设备如下表：
斜井内泵站配置见表1：
表1斜井内泵站设备配置表
正洞内泵站配置见表2：
表2正洞内泵站设备配置表
4 斜井反坡排水总结
4.1 斜井施工期间排水
⑴管路安装
斜井井身方向的左侧安装1根Φ200钢管作为排水管，正常水量时使用，将施工用Φ200高压风管作为备用排水管。排水管路每200m设置一个减压阀，防止水锤对管路或水泵造成损坏。排水管路在洞外通过排水沟接入沉淀池，经处理后排放。
⑵泵站设置
斜井每施工200m，在斜井井身左侧设置一泵站，斜井上一泵站至本泵站段废水通过水沟直接汇入泵站集水池内，本级泵站至掌子面处积水通过掌子面集水坑内水泵抽排至本级泵站内，然后通过泵站排除洞外。
⑶集水坑设置
在掌子面处设一小型临时集水坑，采用小型潜水泵将水直接抽到就近的泵站内，在由泵站逐级排出洞外。
4.2 正洞施工期间排水
斜井施工至正洞后，在斜井井底正洞内线路右侧设置一泵站，正洞向进口方向施工时，正洞废水通过掌子面集水坑、泵站排至井底泵站，再由泵站排出洞外。斜井向出口方向施工时，正洞排水采用自然坡度排至斜井井底泵站，再由泵站排出洞外。
4.3 防止涌水预案
大岐山隧道在施工中穿过断层破碎带时，有突然涌水的可能。施工中，一方面采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况，提前疏排或注浆止水；另一方面，还要做好应急准备，配足大功率抽水设备，一旦发生涌水，尽快抽水排出，确保施工安全。
根据超前地质预报的结果，显示富水的段落，或设计图纸中表明有异常的段落。到达该段的前10m，开挖班每次钻眼时，采用5m长长钎进行超前探测。拱顶，两侧起拱线，共设3个探孔。并对未安装的备用大功率水泵进行调试，如出水量超出了已配备潜水泵的工作能力，立即将备用的管路、各水仓处备用的水泵全部起用，以满足排水要求。如5m长长钎探出前方有异常情况，有股状水从钻孔内射出。在已施做完成的探孔的四周向外侧增打探孔，如还有异常，应停止开挖作业。改用超前地质钻机进行探测。根据探测结果选择适当的施工方案。
应急排水措施：高压供水管和高压风管在接力泵站和斜井底部设有专用接口，需要时可马上把高压风管临时改成排水管，安装高压水泵排水。
4.4 其他注意事项
在反坡排水的实施中，还应注意以下问题：
⑴机械管理人员加强设备的日常检查工作，尤其是要保证备用设备完好，紧急情况下设备能正常运转。
⑵对于排水系统的运转，要安排专人值班，发现异常情况及时进行协调解决，确保设备及人员的安全。同时每台水泵需配备自动抽水装置，以减少维护人员的投入。
⑶在水箱、集水坑处挂设彩灯及警示牌，并对设备进行挡护。防止车辆及人员触碰。
⑷如掌子面发生涌水，水量超过了排水系统的工作能力，值班人员应立即组织人员撤离掌子面。
5 结束语
反坡排水是设置斜井隧道施工中的一项重要内容，大岐山隧道三和斜井施工排水工程通过周密设计和详细策划建设，加之施工中的不断摸索和改进，施工中未发生一起因隧道排水问题而导致的水淹掌子面事故，隧道施工一直处于良好的状态，为保障高标准客运专线长大隧道施工顺利进行提供了有力的保障。
參考文献
[1] 李德林 张忠厚 黎富贵 高盖山3#斜井“三段式”长大反坡排水方案.
[2] 舟山生 高等学校试用教材《水力学》.北京.高等教育出版社.1980年6月.
[3] 朱永全 宋玉香 中国高等学校土木工程专业新编系列教材《隧道工程》.北京.中国铁道出版社.2006年9月.
[4] 段双喜 复杂岩溶隧道反坡抽排水系统设计与应用.山西科技.2009年第一期.
作者简介：宋立海（1981—），男，工程师，2004年毕业于中南大学土木工程学院，工学学士。主要从事铁路、公路隧道和城市地下铁道的施工与管理工作