用于顺坡隧道施工污水节能减排的排水结构及施工方法与流程

本发明涉及隧道施工排水，具体涉及一种用于顺坡隧道施工污水节能减排的排水结构及施工方法。

背景技术：

1、在隧道施工过程中，随着隧道的掘进进入深度，侵入隧道空间的地下水也会逐渐增多，因此隧道施工过程中的排出至关重要。

2、现有技术中对上坡隧道段一般是通过隧道中央排水管下坡排水，具体做法是：隧道仰拱端头至掌子面之间区段围岩侵入的地下水和施工用水经施工污染后引排进入隧道中心排水管，洞口至隧道衬砌完工区段，衬砌背后围岩侵入地下水，被防水板及土工布隔离在外侧，环向打孔波纹管将地下水引入纵向排水盲管，通过横向排水管将纵向排水盲管中的地下水，引排进入隧道中心排水管。即施工污染地下水与未污染的地下水，在中心排水管内混合后排出隧道。

3、采用此种方式存在以下问题：

4、(1)上坡隧道排水工艺，隧道排出均为施工污染地下水，需要100％的通过压滤机及沉淀池净化处理，方可达标外排。全部净化处理需要投入大量净化成本投入，而根据施工现场实际情况，净化处理投入的机具功率及电力投入是极大的，若是施工过程中污染水处理不达标将会对区域环境及水质有着很大的污染；

5、(2)隧道仰拱端头至掌子面之间区段，施工过程中集中了打钻、爆破、出渣、立架、喷砼、浇筑砼等主要隧道施工工序，该区段的地下水受到了石粉、喷砼等污染，裹挟大量石粉进入隧道中心排水管，在坡度较小、水量较少的位置，隧道中心排水管很容易造成堵塞，导致无法顺利排水。

技术实现思路

1、本发明主要目的在于提供一种用于顺坡隧道施工污水节能减排的排水结构及施工方法，以解决现有技术存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、一种用于顺坡隧道施工污水节能减排的排水结构，包括清水排水系统和污水排水系统；

4、所述清水排水系统包括清水水箱、正洞中心排水管和平导中心排水管，所述清水水箱设置于隧道正洞内，所述正洞中心排水管和所述平导中心排水管上均设置清水抽水井，所述清水抽水井处设置有清水泵并通过管道与所述清水水箱连通，所述正洞中心排水管和所述平导中心排水管的出口端连接隧道下游中心排水管，所述隧道下游中心排水管与洞口自然水系连通；

5、所述污水排水系统包括污水水箱和污水集水池，所述污水水箱设置于隧道正洞内，两个所述污水集水池分别设置于隧道正洞及平行导洞已施工的仰拱端头位置，两个所述污水集水池分别通过正洞污水抽水管和平导污水抽水管与所述污水水箱连通，所述污水水箱的另一端连接有正洞污水排水管，所述污水水箱的进口端与出口端均设有隔离网，所述正洞污水排水管的远离所述污水水箱的一端与洞口的污水沉淀池连通。

6、进一步的，所述正洞中心排水管和平导中心排水管内靠近洞口的一侧均设置有第一气囊阻水塞，用于阻挡清水抽水井上游的地下水向洞口方向流动，所述正洞中心排水管和平导中心排水管内位于仰拱端头的位置均设置有第二气囊阻水塞，用于阻挡掌子面至仰拱端头之间的施工污水进入其内部。

7、进一步的，所述清水抽水井包括正洞清水抽水井和平导清水抽水井，所述正洞清水抽水井设置于所述正洞中心排水管上，所述平导清水抽水井设置于所述平导中心排水管上。

8、进一步的，所述第一气囊阻水塞和第二气囊阻水塞均包括橡胶气囊，所述橡胶气囊的内部设有中心过水管，所述中心过水管的出口端设有控制阀。

9、进一步的，所述正洞污水排水管的出口端接入已完工的电缆槽，所述电缆槽上设有多个污水过滤隔挡，所述电缆槽的出口端连接有压滤机，所述压滤机的出口端与所述污水沉淀池连通。

10、进一步的，所述正洞污水抽水管和平导污水抽水管上均设有第一污水泵，用于将所述污水集水池的水抽入所述污水水箱，所述正洞中心排水管上设有第二污水泵，用于将所述污水水箱内的水抽出。

11、进一步的，所述正洞污水抽水管和平导污水抽水管均包括抽水软管和抽水钢管，所述第一污水泵设置于所述抽水软管和抽水钢管的连接处，所述抽水软管的入口端与所述污水集水池连接，出口端与所述第一污水泵连接，所述抽水钢管的入口端与所述第一污水泵连接，出口端与所述污水水箱连接。

12、一种用于顺坡隧道施工污水节能减排的排水结构的施工方法，包括以下步骤：

13、根据隧道施工配置及施工需要，测算施工需要总用水量，包括掌子面提供钻孔高压水、爆破后及出渣时洒水喷雾降尘、隧道内衬砌等砼结构养生、道路清理降尘施工用水，同时考虑仰拱端头至掌子面之间污水，在污水集水池及污水水箱内沉淀过滤后可利用部分；

14、将上坡段隧道的排水系统，分为清水排水系统和污水排水系统两个独立的排水系统，并分别对所述清水排水系统和所述污水排水系统进行施工安装。

15、进一步的，所述清水排水系统的施工包括以下步骤：

16、在隧道施工前端，距离掌子面最近的已贯通横通道处安装清水水箱；

17、在正洞及平行导洞内分别安装正洞中心排水管和平导中心排水管，正洞中心排水管和平导中心排水管上设置清水抽水井，两个排水管内部位于仰拱端头的位置均设置有第二气囊阻水塞，用于阻挡施工污水进入其内部，两个排水管内部靠近洞口的一侧均设置有第一气囊阻水塞，用于阻挡清水抽水井上游的地下水向洞口方向流动，截留来自清水抽水井上坡端的洁净地下水；

18、利用清水抽水井处配置的清水泵和浮球开关自动抽水，将清水抽水井内的洁净地下水，抽入清水水箱；

19、当污水集水池及污水水箱内污染水沉淀过滤后可利用部分不足时，清水水箱内的洁净地下水作为施工用水的补充补给；当清水抽水井不需要补给清水水箱地下水时，打开第一气囊阻水塞上的控制阀，清水抽水井内的地下水，流向隧道下游中心排水管，并直排进入洞口自然水。

20、进一步的，所述污水排水系统的施工包括以下步骤：

21、在隧道施工前端，距离掌子面最近的已贯通横通道处设置污水水箱，分别在正洞和平行导洞已施工的仰拱端头位置设置污水集水池，仰拱端头至掌子面之间的施工污染水通过管道进入污水集水池，进行第一次污水石粉杂质沉淀净化；

22、利用第一污水泵和浮球开关自动抽水，将污水集水池内的污水通过正洞污水抽水管和平导污水抽水管抽入污水水箱，利用污水水箱进口端的隔离网进行第二次石粉杂质隔离过滤净化；

23、二次过滤净化后的污水在污水水箱内进行第三次石粉杂质过滤沉淀；

24、利用第二污水泵和浮球开关自动抽水，经污水水箱内的水抽出，污水经过污水水箱出口端的隔离网进行第四次石粉杂质隔离过滤净化；

25、经过污水水箱沉淀后的污水进入正洞污水排水管，抽排至变坡点以后，继续通过管道将污水抽排进入洞口的污水沉淀池，或者将正洞污水排水管接入已完工的电缆槽，借助隧道坡度将污水顺坡自然排水，利用电缆槽上设置的污水过滤隔挡，进行第五次石粉过滤沉淀；

26、五次过滤后的污水进入压滤机进行第六次过滤净化；

27、经过压滤机净化处理后的污水排入洞口的污水沉淀池，在污水沉淀池内进行了第七次集中沉淀过滤净化。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、通过分别设置清水排水系统和污水排水系统，形成清水及污水分流，避免清水及污水在抽排过程中混排，造成无污染的隧道内清水遭到污染，最大程度的减少隧道内清洁地下水受到施工污染，减少隧道施工外排污水，洞口污水沉淀池及压滤机减少了污水处理总量，相比传统隧道施工排水系统的污水处理，投入机具少总功率小、消耗电力少、快速整体推进了施工进度、降低施工劳材机投入成本，节能减排的效果非常显著；

30、施工污水在隧道内经过污水集水池、污水水箱和两道隔离网共计四次过滤，对污水进行石粉杂质隔离过滤净化，避免了隧道中心排水管堵塞，即使在坡度较小、水量较少的位置也可以顺利排水；

31、隧道内抽排出的污水在洞口通过压滤机，分离出污水中的石粉等杂质，经压滤机净化处理以后的污水进入沉淀池，水中剩余的石粉等经沉淀处理以后，用于隧道内外施工用水、道路洒水降尘等作业用水，节省了水资源。