富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道及其施工方法?，F(xiàn)有富水隧道施工中的超前降水井，極易干擾隧道正常施工，影響施工進(jìn)度。本發(fā)明采用長(zhǎng)距離超前大口徑圓管，在隧道底部形成降水通道；在降水通道側(cè)壁及頂板施做放射狀的降水管，利用水流流動(dòng)的原理先自然降水，待掌子面施工至降水?dāng)嗝媲?0m范圍時(shí)，在放射狀降水管上增設(shè)負(fù)壓，采用真空負(fù)壓降水。本發(fā)明在富水條件下，通過微型盾構(gòu)微型盾構(gòu)牽引，后方采用頂管設(shè)備頂入方法，施工速度極快，且不易受地下水的影響，打通降水通道后，頂入降水管進(jìn)行長(zhǎng)距離超前降水，降水效果好，施工進(jìn)度快，適用于富水條件下的地下工程施工，減小洞內(nèi)施工干擾，大大加快施工進(jìn)度。
【專利說(shuō)明】富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交通工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在富水條件下，如蘭渝線桃樹坪隧道上第三系泥質(zhì)弱膠結(jié)含水粉細(xì)砂巖，成巖差，水穩(wěn)性極差，被專家譽(yù)為“劣質(zhì)巖”，無(wú)地下水時(shí)，圍巖整體穩(wěn)定性較好，但當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育時(shí)，此類砂巖經(jīng)開挖擾動(dòng)、受水長(zhǎng)時(shí)間浸潤(rùn)或浸泡后，圍巖軟化現(xiàn)象明顯，在地下水富集地段，掌子面還出現(xiàn)涌水、涌砂現(xiàn)象，施工擾動(dòng)后基底多呈粉細(xì)砂狀，基底軟化，拱部及邊墻變形、收斂及塌落滑塌現(xiàn)象嚴(yán)重。傳統(tǒng)的降水方式一般在掌子面設(shè)置超前降水井進(jìn)行降水，可以降低掌子面水位線，可以使地下水對(duì)隧道施工影響有一定的減小，但效果不很明顯，且隧洞空間受限，在洞內(nèi)掌子面降水極易干擾隧道正常施工，影響施工進(jìn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道及其施工方法，通過隧道底部長(zhǎng)距離超前大口徑降水管解決上述技術(shù)問題，有效降低地下水位。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道，其特征在于:
縱向設(shè)置有位于仰拱下方、圓管形的降水總通道，降水總通道管壁上每間隔一段距離向外伸出若干降水管，每排降水管均處于同一橫斷面，呈福射狀分布；
降水管端口接入降水總通道內(nèi)設(shè)置的圓弧形的集水管，集水管兩側(cè)的圓弧端部向下并接入縱向設(shè)置的排水主管；
排水主管下游端部設(shè)置有真空負(fù)壓泵。
[0005]降水管端口通過連接軟管接入集水管。
[0006]降水總通道由多節(jié)預(yù)制圓管拼接組成。
[0007]富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道的施工方法，其特征在于:
由以下步驟實(shí)現(xiàn):
步驟一:隧洞正洞推進(jìn)前，在仰拱設(shè)計(jì)位置下方通過微型盾構(gòu)機(jī)和頂管設(shè)備分節(jié)頂入降水總通道，令降水總通道全線縱向布置；
步驟二:利用小型地質(zhì)鉆機(jī)在降水總通道的管壁上沿徑向成孔，采用千斤頂在成孔位置頂入降水管；降水管每間隔一段距離設(shè)置，每排降水管均處于同一橫斷面，呈輻射狀分布；
步驟三:在降水總通道內(nèi)部、降水管端口的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置圓弧形的集水管，降水管端口通過連接軟管接入集水管，集水管兩側(cè)的圓弧端部向下并接入縱向設(shè)置的排水主管，排水主管下游端部設(shè)置有真空負(fù)壓泵；
步驟四:正洞推進(jìn)施工后，推進(jìn)至距離降水?dāng)嗝媲?0m時(shí)，開啟真空負(fù)壓泵進(jìn)行真空負(fù)壓降水；
步驟五:正洞每推進(jìn)一段距離與某排降水管相遇時(shí)，拆除該排降水管后繼續(xù)推進(jìn)。
[0008]步驟二中，降水管被分段頂入降水總通道的成孔中。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明所述的降水方法，在富水條件下，通過微型盾構(gòu)微型盾構(gòu)牽引，后方采用頂管設(shè)備頂入方法，施工速度極快，且不易受地下水的影響，打通降水通道后，頂入降水管進(jìn)行長(zhǎng)距離超前降水，降水效果好，施工進(jìn)度快，適用于富水條件下的地下工程施工，且施工干擾小。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道橫斷面布置圖。
[0011]圖2為超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道施工示意圖。
[0012]圖3為輻射狀降水管施工示意圖。
[0013]圖4為降水管連接示意圖。
[0014]圖中，1-降水總通道，2-微型盾構(gòu)機(jī)，3-頂管設(shè)備，4-千斤頂，5-降水管，6_集水管，7-連接軟管，8-排水主管，9-真空負(fù)壓泵。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明所涉及的一種富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑(直徑1.Sm左右，便于人工后期在管內(nèi)施工操作)降水通道，是在隧道正洞推進(jìn)施工前預(yù)先施做的，縱向設(shè)置有位于仰拱下方、圓管形的降水總通道1，由多節(jié)預(yù)制圓管拼接組成，為長(zhǎng)距離大口徑的圓形通道。降水總通道I管壁上每間隔一段距離(每5m布置I個(gè)斷面)向外伸出若干降水管5 (如圖4中設(shè)置五根)，每排降水管5 (降水管長(zhǎng)度7?12m，具體可根據(jù)隧道開挖輪廓線確定)均處于同一橫斷面，呈輻射狀分布。降水管5端口通過連接軟管7接入降水總通道I內(nèi)設(shè)置的圓弧形的集水管6，集水管6兩側(cè)的圓弧端部向下并接入縱向設(shè)置的排水主管8。排水主管8下游端部設(shè)置有真空負(fù)壓泵9。
[0017]上述富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道的施工方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn):
步驟一:隧洞正洞推進(jìn)前，在仰拱設(shè)計(jì)位置下方通過微型盾構(gòu)機(jī)2和頂管設(shè)備3分節(jié)頂
入降水總通道1，令降水總通道I全線縱向布置。
[0018]步驟二:利用小型地質(zhì)鉆機(jī)在降水總通道I的管壁上沿徑向成孔，采用千斤頂4在成孔位置頂入降水管5 ;降水管5每間隔一段距離設(shè)置，每排降水管5均處于同一橫斷面，呈輻射狀分布。
[0019]降水管5的長(zhǎng)度根據(jù)需降水的面積確定，縱向間距根據(jù)水量大小及圍巖滲透系數(shù)確定。較長(zhǎng)的降水管5可分段頂入降水總通道I的成孔中。
[0020]步驟三:在降水總通道I內(nèi)部、降水管5端口的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置圓弧形的集水管6，降水管5端口通過連接軟管7接入集水管6，集水管6兩側(cè)的圓弧端部向下并接入縱向設(shè)置的排水主管8，排水主管8下游端部設(shè)置有真空負(fù)壓泵9。
[0021]步驟四:正洞推進(jìn)施工后，推進(jìn)至距離降水?dāng)嗝媲?0m時(shí)，開啟真空負(fù)壓泵9進(jìn)行真空負(fù)壓降水。
[0022]步驟五:正洞每推進(jìn)一段距離與某排降水管5相遇時(shí)，拆除該排降水管5后繼續(xù)推進(jìn)。
[0023]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說(shuō)明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道，其特征在于: 縱向設(shè)置有位于仰拱下方、圓管形的降水總通道(1)，降水總通道(I)管壁上每間隔一段距離向外伸出若干降水管(5)，每排降水管(5)均處于同一橫斷面，呈輻射狀分布； 降水管(5)端口接入降水總通道(I)內(nèi)設(shè)置的圓弧形的集水管(6)，集水管(6)兩側(cè)的圓弧端部向下并接入縱向設(shè)置的排水主管(8)； 排水主管(8)下游端部設(shè)置有真空負(fù)壓泵(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道，其特征在于: 降水管(5 )端口通過連接軟管(7 )接入集水管(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道，其特征在于: 降水總通道(I)由多節(jié)預(yù)制圓管拼接組成。
4.富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道的施工方法，其特征在于: 由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一:隧洞正洞推進(jìn)前，在仰拱設(shè)計(jì)位置下方通過微型盾構(gòu)機(jī)(2 )和頂管設(shè)備(3 )分節(jié)頂入降水總通道(I )，令降水總通道(I)全線縱向布置； 步驟二:利用小型地質(zhì)鉆機(jī)在降水總通道(I)的管壁上沿徑向成孔，采用千斤頂(4)在成孔位置頂入降水管(5);降水管(5)每間隔一段距離設(shè)置，每排降水管(5)均處于同一橫斷面，呈輻射狀分布； 步驟三:在降水總通道(I)內(nèi)部、降水管(5)端口的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置圓弧形的集水管(6)，降水管(5)端口通過連接軟管(7)接入集水管(6)，集水管(6)兩側(cè)的圓弧端部向下并接入縱向設(shè)置的排水主管(8)，排水主管(8)下游端部設(shè)置有真空負(fù)壓泵(9); 步驟四:正洞推進(jìn)施工后，推進(jìn)至距離降水?dāng)嗝媲?0m時(shí)，開啟真空負(fù)壓泵(9)進(jìn)行真空負(fù)壓降水； 步驟五:正洞每推進(jìn)一段距離與某排降水管(5)相遇時(shí)，拆除該排降水管(5)后繼續(xù)推進(jìn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富水隧洞超前長(zhǎng)距離大口徑降水通道的施工方法，其特征在于: 步驟二中，降水管(5 )被分段頂入降水總通道(I)的成孔中。
【文檔編號(hào)】E21F16/02GK103742191SQ201410033986
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】李國(guó)良, 李雷, 楊木高, 劉國(guó)慶, 司劍鈞, 李寧, 徐志平, 黃雙林, 靳寶成 申請(qǐng)人:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司