一種深埋隧道超前降水方法
2024-02-24 00:37:15
專利名稱：一種深埋隧道超前降水方法
一種深埋隧道超前降水方法技術領域：
本發明涉及隧道開挖技術領域，尤其是涉及一種在開挖深埋隧道時遭遇富水粉細砂層時使用的超前降水方法。背景技術：
公知的，富水未成巖粉細砂巖層又稱富水粉細砂層，該巖層因富含水份而極不穩定，當在深埋隧道的施工過程中開挖到該巖層時，該巖層極易呈流塑狀變型，從而在施工中出現湧砂、溜塌現象，輕則造成隧道的初期支護變形，危及施工安全，重則導致隧道坍塌，引發安全事故，進而嚴重影響到深埋隧道的施工工期、工程質量以及生產安全和生產成本等；另一
方面，由於富水粉細砂層在我國國內的隧道施工中較難遇見，因此，為避免富水粉細砂層對隧道產生影響，目前國內用於降低隧道掌子面前方地下水，即降低隧道施工作業面前方的地下水而對富水粉細砂層中富含的水份進行超前降水，從而以利於隧道開挖的方法僅有深井降水和結合洞內輕型井點降水這兩種方法；然而，在實際施工中，由於深井降水主要適用於淺埋隧道的施工降水，同時深埋隧道也不具備深井降水的條件，因此，深井降水是不能應用於深埋隧道的施工中的；但是，如果僅採用洞內輕型井點降水的話，對於深埋隧道而言，其排水效果又十分有限，因此，為長遠著想，在深埋隧道的開挖施工中極需要一種能夠針對富水粉細砂層的降水方法。
發明內容
為了克服背景技術中的不足，本發明提供了一種深埋隧道超前降水方法，所述的方法能夠有效降低隧道掌子面前方的地下水，為深埋隧道的後續開挖提供安全保證。為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案
一種深埋隧道超前降水方法，所述的方法於開挖深埋隧道中遭遇富水粉細砂層時使用，其步驟如下
A、先在與預設鑽孔處相對應的隧道施工作業面內設置一個鑽機作業平臺；
B、在隧道施工作業面設置初期支護；
C、初期支護設置完畢，在鑽機作業平臺設置鑽機，並使用鑽機按隧道開挖的方向，沿初期支護的輪廓外側有間距的鑽設若干個鑽孔；
D、當鑽孔結束時，在鑽孔的鑽設套管拆除前，先向鑽孔內插入降水管，然後在降水管插入完畢後撥出套管，即完成該鑽孔內的降水管安裝；
E、當所有鑽孔內均安裝完降水管後，將每一根降水管外端管壁與其周邊富水粉細砂層之間的間隙密封回填；
F、將每一根降水管的外端埠與相應的真空泵連通，然後利用真空泵進行抽水；
G、連續抽水，並在通過檢測含水量的變化確認富水粉細砂層具有自穩性後，沿鑽孔的長度方向進行隧道開挖，並在開挖過程中及時進行初期支護；
H、如果已經挖過富水粉細砂層或是深埋隧道已經挖成，則結束所述方法的操作，否則，就重複上述的重複步驟A G，並直至挖過富水粉細砂層或是深埋隧道開挖完成。所述的深埋隧道超前降水方法，所述步驟A中的隧道施工作業面若為斜面或臺階面時，需要在斜面或臺階面中平整出一個鑽機作業平臺。所述的深埋隧道超前降水方法，所述步驟B中的初期支護設置為在隧道施工作業面進行立拱、鑽設錨杆和噴射混凝土。所述的深埋隧道超前降水方法，在所述的步驟C中，初期支護的上部輪廓外側不鑽設鑽孔。所述的深埋隧道超前降水方法，所述的若干個鑽孔的鑽孔直徑均不小於10cm，鑽孔深度均不小於100cm,每兩個鑽孔之間的孔間距為30cm 200cm。所述的深埋隧道超前降水方法，所述的若干個鑽孔之間的孔間距為100cm。
所述的深埋隧道超前降水方法，所述的步驟E中，降水管外端管壁與周邊IOOcm範圍內的富水粉細砂層之間的區域均密封回填。所述的深埋隧道超前降水方法，所述的降水管外端管壁與周邊富水粉細砂層之間採用軟粘土密封回填。由於採用了上述技術方案，本發明具有如下有益效果
本發明所述的深埋隧道超前降水方法操作簡單，效果明顯，當開挖深埋隧道遇到富水粉細砂層時，使用所述的方法能夠有效達到降低隧道掌子面前方地下水的目的，從而為深埋隧道的後續開挖提供了安全保證。
圖I是應用本發明時深埋隧道的截面示意圖。圖中1、深埋隧道；2、初期支護；3、鑽孔；4、富水粉細砂層。
具體實施方式
通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發明，公開本發明的目的旨在保護本發明範圍內的一切變化和改進，本發明並不局限於下面的實施例；
結合附圖I實施本發明所述的深埋隧道超前降水方法，所述的方法能夠在開挖深埋隧道中遭遇富水粉細砂層的時候使用，所述方法的步驟如下
A、當開挖深埋隧道I遭遇到富水粉細砂層4時，先在與預設鑽孔3處，即與準備鑽設鑽孔3的位置相對應的隧道施工作業面內設置一個鑽機作業平臺，如果當隧道施工作業面為斜面或臺階面時，需要在該斜面或臺階面中平整出一個鑽機作業平臺，從而便於在鑽機作業平臺上穩定牢固的設置相應的鑽機；
B、在隧道施工作業面進行立拱、鑽設錨杆和噴射混凝土的初期支護2設置；
C、初期支護2設置完畢後，在鑽機作業平臺上設置相應的鑽機，並使用鑽機按隧道開挖的方向，沿初期支護2的輪廓外側有間距的鑽設若干個鑽孔3，即每個鑽孔3的軸線均與 深埋隧道I的軸線呈平行狀態；此外，由於客觀存在的地質差異，因此針對不同的地質特點就需要鑽設不同的鑽孔3，總體上，所述若干個鑽孔3中的每一個鑽孔3直徑均不應小於10cm，鑽孔3深度均不應小於100cm，且要根據地質特點將每兩個鑽孔3之間的孔間距設置在30cm 200cm之間，一般在正常情況下，每兩個鑽孔3之間的孔間距設為IOOcm即可；為節省工時和勞動強度，初期支護2的上部輪廓外側能夠不鑽設鑽孔3，即利用重力原理使初期支護2上部輪廓外側對應的富水粉細砂層4中富含的水份滲流至初期支護2的輪廓兩偵牝然後再滲流至相應的鑽孔3內；
D、當鑽孔3鑽設結束，在鑽設中的套管拆除之前，先向該鑽孔3內插入降水管，然後在降水管插入完畢後再撥出套管，且按此操作完成所有鑽孔3內的降水管安裝；
E、當所有鑽孔3內均安裝完降水管，將每一根降水管外端管壁與其周邊富水粉細砂層4之間的間隙採用強力擠入軟粘土進行密封回填；為增加密封強度，能夠將降水管外端管壁與周邊IOOcm範圍內的富水粉細砂層4之間的區域密封回填；
F、將每一根降水管的外端埠與相應的真空泵連通，然後利用真空泵進行抽水，即通過真空泵來抽吸由鑽孔3滲流至降水管內的水份；
G、連續抽水，並在通過檢測含水量的變化確認富水粉細砂層4具有自穩性後，沿鑽孔3的長度方向進行隧道開挖，並直到挖至鑽孔3的孔底位置，在開挖過程中要及時進行設置初期支護2 ；
H、如果此時已經挖過富水粉細砂層4或是深埋隧道I已經挖成，則結束所述方法的操作，否則，就重複上述的步驟A G，並直至挖過富水粉細砂層4或是深埋隧道I開挖完成。
所述的深埋隧道超前降水方法還能夠直接在開挖深埋隧道時使用。以上內容中未細述部份為現有技術，故未做細述。
權利要求
1.一種深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述的方法於開挖深埋隧道(I)中遭遇富水粉細砂層(4)時使用，所述的方法步驟如下 A、先在與預設鑽孔(3)處相對應的隧道施工作業面內設置一個鑽機作業平臺； B、在隧道施工作業面設置初期支護(2); C、初期支護(2)設置完畢，在鑽機作業平臺設置鑽機，並使用鑽機按隧道開挖的方向，沿初期支護⑵的輪廓外側有間距的鑽設若干個鑽孔⑶； D、當鑽孔(3)結束時，在鑽孔(3)的鑽設套管拆除前，先向鑽孔(3)內插入降水管，然後在降水管插入完畢後撥出套管，即完成該鑽孔(3)內的降水管安裝； E、當所有鑽孔(3)內均安裝完降水管後，將每一根降水管外端管壁與其周邊富水粉細 砂層(4)之間的間隙密封回填； F、將每一根降水管的外端埠與相應的真空泵連通，然後利用真空泵進行抽水； G、連續抽水，並在通過檢測含水量的變化確認富水粉細砂層(4)具有自穩性後，沿鑽孔(3)的長度方向進行隧道開挖，並在開挖過程中及時設置初期支護(2); H、重複步驟A G，直至挖過富水粉細砂層(4)或是深埋隧道(I)開挖完成。
2.根據權利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述步驟A中的隧道施工作業面若為斜面或臺階面時，需要在斜面或臺階面中平整出一個鑽機作業平臺。
3.根據權利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述步驟B中的設置初期支護(2)為在隧道施工作業面進行立拱、鑽設錨杆和噴射混凝土。
4.根據權利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是在所述的步驟C中，初期支護(2)的上部輪廓外側不鑽設鑽孔(3)。
5.根據權利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述的若干個鑽孔(3)的鑽孔直徑均不小於10cm，鑽孔深度均不小於100cm，每兩個鑽孔之間的孔間距為30cm 200cmo
6.根據權利要求I或5所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述的若干個鑽孔(3)之間的孔間距為IOOcm0
7.根據權利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述的步驟E中，降水管外端管壁與周邊IOOcm範圍內的富水粉細砂層(4)之間的區域均密封回填。
8.根據權利要求I或7所述的深埋隧道超前降水方法，其特徵是所述的降水管外端管壁與周邊富水粉細砂層(4)之間採用軟粘土密封回填。
全文摘要
一種涉及隧道開挖技術領域的深埋隧道超前降水方法，所述的方法採用在初期支護周邊輪廓外側，且沿隧道開挖的方向鑽設若干個鑽孔，然後在鑽孔內安設降水管，並把降水管與相應真空泵連通，從而通過真空泵來抽吸富水粉細砂層中的水份；所述的方法能夠有效降低隧道掌子面前方的地下水，為深埋隧道的開挖提供安全保證。
文檔編號E21F16/02GK102661172SQ20121014035
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者於少輝, 張文新, 方慶, 李治國, 王菀, 肖盛能, 蔣永強, 鄒明波, 鄒翀 申請人:中鐵隧道集團有限公司