一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法
【專利摘要】一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，在隧道正洞下部超前施工雙側(cè)壁導(dǎo)洞，沿著導(dǎo)洞下臺階掌子面及邊墻分別打設(shè)多根降水管，這些降水管通過集水總管上的多根分支管與真空泵連接，真空泵將水排至工作面集水箱內(nèi)，分段引排至正洞集水坑，最后集中抽排至洞外。本發(fā)明采用真空輕型井點(diǎn)降排水，很好地解決了施工中涌水、流砂等施工技術(shù)難題，提高了降水效果、保障了施工安全，使隧道開挖支護(hù)施工得以正常順利進(jìn)行。
【專利說明】一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于隧道工程建設(shè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]富水飽和粉細(xì)砂地層的地質(zhì)情況決定了隧道施工的特殊性，目前國內(nèi)在富水飽和粉細(xì)砂地層中修建隧道尚屬罕見，并無相應(yīng)施工經(jīng)驗可以借鑒。蘭渝鐵路LYS-7標(biāo)桃樹坪隧道3號斜井正洞段主要為上第三系富水粉細(xì)砂層，砂層致密、潔凈，成巖作用差，正洞涌水量為900~1100m3/d。經(jīng)取樣試驗:含泥量5~10%，孔隙率為22%~26%，孔隙比0.36~
0.4,滲透系數(shù)為10_3cm/s~10_4cm/s,水平和垂直滲透系數(shù)相差很小。正洞底部有厚約2m的鈣質(zhì)弱膠結(jié)砂巖，強(qiáng)度、整體性較好，不透水。
[0003]正洞試驗段前期采用“深井降水+集水坑集中抽排”方式進(jìn)行降水，降水井直徑60cm,深10m，因底部鈣質(zhì)膠結(jié)層不透水且砂層滲透系數(shù)小，降水效果差，掌子面開挖時經(jīng)常出現(xiàn)流砂，施工難度極大。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的就在于提供一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，該方法采用真空輕型井點(diǎn)降排水，很好地解決了施工中涌水、流砂等施工技術(shù)難題，提高了降水效果、保障了施工安全，使隧道開挖支護(hù)施工得以正常順利進(jìn)行。
[0005]如上構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:在隧道正洞下部超前施工雙側(cè)壁導(dǎo)洞，沿著導(dǎo)洞下臺階掌子面及邊墻分別打設(shè)多根降水管，這些降水管通過集水總管上的多根分支管與真空泵連接，真空泵將水排至工作面集水箱內(nèi)，分段引排至正洞集水`坑，最后集中抽排至洞外。
[0006]上述真空泵在降水施工中負(fù)壓控制在0.06MPa以下。
[0007]上述降水管采用0 32mmPPR管，其長度L=4m，其管頭對稱制有進(jìn)水孔，梅花型布置。
[0008]上述降水管采用(642鋼管，其長度L=4m，管頭為箭頭封閉尖形，中部進(jìn)水管插入箭頭封閉尖形管頭內(nèi)，尾部鋼管與進(jìn)水管固接；所述進(jìn)水管上制有進(jìn)水孔。
[0009]上述降水管管頭外部包裹100目雙層鋼絲濾網(wǎng)。
[0010]上述進(jìn)水管外部包裹100目雙層鋼絲濾網(wǎng)。
[0011]上述真空泵采用V6型，其電機(jī)功率為7.5KW。
[0012]上述集水總管采用0 80mm鋼管，總管長4m，其上設(shè)置10根分支管，分支管之間的間距為0.4m，分支節(jié)上安裝球形閘閥。
[0013]上述分支管米用32mm鋼管,分支管節(jié)長30cm。
[0014]本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0015]1、本發(fā)明將“真空輕型井點(diǎn)降水”應(yīng)用于隧道施工，有效利用重力降水與降水漏斗原理，在正洞下部超前施工雙側(cè)壁導(dǎo)洞，導(dǎo)洞下臺階掌子面及邊墻打設(shè)$32mmPPR管或(642鋼管，L=4m降水管，并經(jīng)0 80mm集水主管與V6型真空泵相連，保證接頭嚴(yán)密不漏氣，同時降水施工中真空負(fù)壓控制在0.06MPa以下。真空泵將水排至工作面集水箱，分段引排至正洞集水坑，最后集中抽排至洞外。因此，本發(fā)明很好地解決了施工中涌水、流砂等施工技術(shù)難題，提高了降水效果，保障了施工安全，使隧道開挖支護(hù)施工得以正常順利進(jìn)行。[0016]2、本發(fā)明在開挖支護(hù)施工中注意對降水管進(jìn)行保護(hù)，掌子面部分井點(diǎn)管可以重復(fù)使用，降低施工成本。
[0017]3、本發(fā)明采用真空輕型井點(diǎn)降水，與傳統(tǒng)深井降水比較，施工便捷，效果好。針對純粉細(xì)砂層及粉細(xì)砂與鈣質(zhì)膠結(jié)交互層，可依據(jù)實(shí)際情況全斷面打設(shè)輕型降水管真空降水，這樣既可滿足開挖支護(hù)施工要求，又可避免流砂滑塌災(zāi)害發(fā)生，保障施工安全。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]圖1是降水管橫斷面施工圖；
[0019]圖2是掌子面降水管設(shè)置放大圖；
[0020]圖3是掌子面降水管平面布置圖；
[0021]圖4是降水管縱向布置示意圖；
[0022]圖5是降水管平面布置示意圖；
[0023]圖6是(j5 32mmPPR降水管制作程序圖；其中，圖6_1是4米長小32mmPPR管、圖6_2是(j5 32mmPPR降水管管頭50cm段示意圖、圖6_3是$ 32mmPPR降水管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是(642鋼管降水管制作程序圖；其中，圖7-1是(642鋼管降水管管頭示意圖、圖7-2是42鋼管降水管進(jìn)水管示意圖、圖6-3是(642鋼管降水管尾部示意圖；圖7_4是(642鋼管降水管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖8是本發(fā)明施工工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0026]如圖1、2、3所示:一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，在隧道正洞下部超前施工雙側(cè)壁導(dǎo)洞，沿著導(dǎo)洞下臺階掌子面及邊墻分別打設(shè)多根降水管2、1，這些降水管通過集水總管上的多根分支管與真空泵4連接，真空泵將水排至工作面集水箱13內(nèi)，分段引排至正洞集水坑，最后集中抽排至洞外。
[0027]正洞集水坑及排水系統(tǒng)均為常規(guī)方法，在此僅詳細(xì)介紹“真空輕型井點(diǎn)降水”具體實(shí)施方案。真空輕型井點(diǎn)降水施工工藝流程見如圖8所示。
[0028]1、集水總管3、降水管I加工制作:
[0029]1)集水總管米用4>80mm (t=4mm)鋼管，總管長4m,分支管節(jié)5米用32mm(t=3.25mm)鋼管，分支管節(jié)長30cm，在主管上按照40cm間距割孔，將支管節(jié)與主管焊接牢固。分支管節(jié)中間安設(shè)閥門，控制井管降水。
[0030]2) 32PPR降水管井管加工:采用4m長PPR管，管頭50cm段，按照4cm間距對稱鉆小6mm進(jìn)水孔6,梅花型布置,管頭外包裹100目雙層鋼絲濾網(wǎng)7加工完成。如圖6所示。
[0031]3) (642鋼管降水管井管加工:管頭8采用L=25cmcj542無縫鋼管加工，端頭IOcm加工為箭頭封閉尖形；進(jìn)水管9采用(632 (t=2mm)鋼管加工，L=55cm，其中50cm段切割30X2mm槽型進(jìn)水孔10，進(jìn)水管外部包裹100目雙層鋼絲濾網(wǎng)11，濾網(wǎng)端插入尖形管頭；尾部12采用4m長(642鋼管，與進(jìn)水管焊接牢固。如圖7所示。
[0032]2、降水管井打設(shè):下臺階掌子面及邊墻分別打設(shè)(j532mmPPR降水管(或(642鋼管)，其長度L=4m。即在距掌子面IOm范圍內(nèi)按縱向間距0.8~1.2m，布設(shè)邊墻降水管井，按圖1所示外插角下插打設(shè)。
[0033]掌子面管井橫向間距0.6m，打設(shè)6孔管井，如圖1、2所示。
[0034]如圖3所示:這些降水管經(jīng)過小80mm集水總管與V6型(電機(jī)功率為7.5KW)真空泵相連，集水總管采用$ 80mm鋼管L=4m，每臺泵連接I根集水總管，降水管通過鋼絲軟管與集水總管上的分支管相連，每根集水總管上設(shè)置10根0 32mm分支管，分節(jié)管間距0.4m，保證接頭嚴(yán)密不漏氣，在支管節(jié)上安裝球形閘閥，控制井管降水。
[0035]純砂層地段選用PPR管井，采用高壓風(fēng)沖孔后插管完成。砂層中有板結(jié)塊、孤石地段，選用無縫鋼管井管，風(fēng)槍鉆孔后采用風(fēng)槍推進(jìn)插管。
[0036]3、系統(tǒng)安裝排查:
[0037]降水管通過鋼絲軟管與集水主管上的分支管相連，集水總管通過軟膠管與V6型真空泵(電機(jī)功率7.5KW)相連，接頭采用鐵線綁扎牢固，如圖4所示。開機(jī)試用，觀察壓力表，降水施工中真空負(fù)壓控制在0.06MPa以下，如果壓力升高，必須對降水管進(jìn)行逐根排查，看有無漏氣，同時必須檢查插入土層中的鋼管密封是否到位，漏氣部位可采用膠布纏裹密封嚴(yán)實(shí)。
[0038]依據(jù)掌子面實(shí)際滲水位置及出水量，隨時調(diào)整管井布置，必要時增加真空泵數(shù)量。降水需滿足開挖時無流砂、滑塌發(fā)生，開挖支護(hù)正常連續(xù)施工。導(dǎo)洞掌子面每掘進(jìn)3m打設(shè)一環(huán)降水管井，依次循環(huán)推進(jìn)。·
[0039]本發(fā)明采用正洞下部雙側(cè)壁導(dǎo)洞超前施工，導(dǎo)洞內(nèi)采用“真空輕型井點(diǎn)降水+集水坑濾網(wǎng)集中抽排”的方式進(jìn)行降水，可有效地保證正洞上斷面開挖支護(hù)施工安全。
【權(quán)利要求】
1.一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:在隧道正洞下部超前施工雙側(cè)壁導(dǎo)洞，沿著導(dǎo)洞下臺階掌子面及邊墻分別打設(shè)多根降水管，這些降水管通過集水總管上的多根分支管與真空泵連接，真空泵將水排至工作面集水箱內(nèi)，分段引排至正洞集水坑，最后集中抽排至洞外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述真空泵在降水施工中負(fù)壓控制在0.06MPa以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述降水管采用0 32mmPPR管，其長度L=4m，其管頭對稱制有進(jìn)水孔，梅花型布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述降水管采用(642鋼管，其長度L=4m，管頭為箭頭封閉尖形，中部進(jìn)水管插入箭頭封閉尖形管頭內(nèi)，尾部鋼管與進(jìn)水管固接；所述進(jìn)水管上制有進(jìn)水孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述降水管管頭外部包裹100目雙層鋼絲濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述進(jìn)水管外部包裹100目雙層鋼絲濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述真空泵采用V6型，其電機(jī)功率為7.5KW。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述集水總管采用CtSOmm鋼管，總管長4m，其上設(shè)置10根分支管，分支管之間的間距為0.4m,分支節(jié)上安裝球形閘閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面富水飽和粉細(xì)砂隧道降排水方法，其特征在于:上述分支管采用0 32mm鋼管，分支管節(jié)長30cm。
【文檔編號】E21F16/02GK103628915SQ201310627891
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】張學(xué)文, 李素清, 趙旭鵬, 王 鋒, 王平, 劉紹石, 李子明 申請人:中鐵十三局集團(tuán)有限公司