本发明为一种注气驱排岩土体中液体的技术,属于岩土工程及工程地质水文地质领域。
背景技术:
本发明所称岩土体中的液体一般为地下水。隧道等地下工程、地基基础工程等设计施工中地下水疏排是一个重要的问题,目前常用的办法主要为在地面进行井点降水、基坑明排、在地下工程工作面泄水或钻孔泄水等,均主要为利用地下水在人工等因素影响下、在重力的作用下产生的水力梯度,造成地下水径向等流动来疏排。
对于透水性较好的的地层,上述传统方法疏排速度较快,效果较好,较有利于施工开展,但对水资源浪费较大;对于粉细砂、粉土等地层,由于渗透性较差,一般需要经过长期降水才能达到目的,费用高,浪费大量水资源,工期较长。传统疏排地下水的方法、以及在此基础上的改进方法对于渗透性差的地层,疏排效率低下、降水目的不易达到。
技术实现要素:
本注气驱排岩土体中液体的技术,利用气体在岩土体空隙中运动的阻力明显小于液体的特点、以及注气压力大小人为可调的优势,通过向地层中注入气体,驱除一定范围岩土体空隙中的地下水,形成局部空间地下水疏干状态,并能够结合抽水、排水,保持该疏干状态及扩大疏干范围,或结合注浆改变和提高岩土体的工程性质,为采取进一步工程措施创造条件。
本发明的技术方案是:在地面或者地下洞室工作面施做钻孔,在地层中选定的位置设置注气段,注气段通过注气管、止回阀与加压装置连接,注气段两端或一端设置止水止气段,止水止气段相邻设置封堵段;注气段在止水止气段、封堵段的密闭下,形成一个仅与地层相通、经注气管与加压装置相连通的空间;通过加压装置向地层中施加稳定或脉冲的压力,将气体逐步注入地层空隙中,同时驱排其中的地下水,形成局部岩土体地下水疏干状态;可以通过附近的钻孔等抽出、排出地下水进一步维持疏干状态,或者对已经驱排地下水的范围进行注浆等作业,改变和提高岩土的工程性质。止水止气段为材料经挤压、充气后体积膨胀形成的阻隔水、气沿钻孔流动的段落,封堵段为水泥浆等材料凝固形成的阻隔水、气运动的段落。
本技术发明与传统方法比较,具有疏排时间较短、费用较低、浪费水资源少、较大幅度减少施工周期的优点。
附图说明:
图1为在地面施做钻孔驱排地下水的实施例的基本结构图。
图2为在地下洞室施做钻孔或炮眼驱排地下水的实施例的基本结构图。
图中:(1)钻孔、(2)注气管、(3)封堵段、(4)止水止气段、(5)注气段、(6)止回阀、(7)排水孔、(8)地下洞室、(9)气体进入岩土体空间、(10)地面线、(11)地下水位线、(12)气体加压装置。
具体实施方式
在图1中,气体通过加压装置(12)加压,经注气管(2)、止回阀(6)进入注气段(6);为防止气体泄漏,在注气段的上下端设置止水止气段(4),为进一步加强止水止气效果,在止水止气段上部设封堵段(3);气体通过注气段进入地层空隙,驱排地下水,形成局部疏干状态。
在图2中,气体通过加压装置(12)加压,经注气管(2)进入注气段(3);为防止气体泄漏,在注气段的后端设置止水止气段(4),为进一步加强止水止气效果,在止水止气段后部设封堵段(5);气体通过注气段进入地层空隙,驱排地下水,同时地下水通过附近的钻孔或炮眼泄出,形成局部疏干状态。