专利名称：海底隧道的超前探水方法
技术领域：
本发明涉及一种超前探水方法，特别是涉及一种海底隧道施工中通过超前水平钻
孔而进行的超前探水方法。
背景技术：
在隧道工程中，地下水问题往往是一条隧道建设、运营成败的关键，特别是在断层 发育的海底隧道中，若地下水处理不好， 一旦发生透水事故，高压涌水及海水无穷无尽的补 给对整个隧道工程的影响都将是灾难性的。历史上隧道施工突水突泥事件数不胜数，由此 造成的灾害损失一次比一次惨重，而绝大多数是没有进行或没有认真进行超前探水。
因此，在海底隧道施工中必须做好超前探水工作，目的是探明水文情况，以便确切 掌握水源的位置和距离。 红外探水是超前地质预报中常用的探水方法。但由于该方法受施工环境(如施工 涌水、高能辐射体影响、掌子面后方拱顶滴水等)等各种因素的影响，所以掌子面的温度受 到干扰很多，以至影响其探查效果。虽然此方法对定性预报掌子面前方有无隐伏的含水体 是有效的，但对含水层的位置、赋存形态、出水量、出水压力等都无法进行定量分析，而且对 有水情况下的地质灾害更是难以准确预报，即这种红外探水方法存在局限性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够确保海底隧道工程施工安全 的海底隧道的超前探水方法。 为了达到上述目的，本发明提供的海底隧道的超前探水方法包括按顺序进行的下 列步骤 1)在海底隧道施工过程中，在两条主隧道之间的位置开设一条与上述主隧道相平 行的服务隧道，以作为主隧道的超前平行导坑； 2)爆破前在主隧道和服务隧道每一循环的掌子面上利用凿岩台车同时进行钻孔 而形成探水孔，每个掌子面至少包括一个探水孔； 3)若探水孔中没有出现渗水，继续前挖；若出现渗水，立即向裂隙中进行注浆以 堵住渗漏水，然后再组织爆破，往复循环，直至完成整个挖掘过程。
所述的探水孔的深度为30-60m，直径为50-100mm。
所述的主隧道和服务隧道之间的净距为15-16m。 所述的探水孔的钻孔方向与主隧道和服务隧道的轴线平行，或与主隧道和服务隧 道轴线间形成夹角。 本发明提供的海底隧道的超前探水方法是根据海底隧道过断层破碎带施工风险 较大的特点而在两条主隧道之间设置一条超前平行服务隧道，利用从主隧道和服务隧道探 测到的掌子面前方的地下水情况来确定后续的施工方案，这样就能够规避风险，从而可以 保证海底隧道的施工安全。另外，本方法操作简单、准确性高。
图1为采用本发明提供的海底隧道的超前探水方法时主隧道和服务隧道截面示 意图。 图2-图4分别为采用本发明提供的海底隧道的超前探水方法时在主隧道和服务 隧道的掌子面上进行单孔、双孔及三孔钻孔时孔位布置示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的海底隧道的超前探水方法进行详细 说明。 如图1-图4所示，本发明提供的海底隧道的超前探水方法包括按顺序进行的下列 步骤 1)在海底隧道施工过程中，在两条主隧道1之间的位置开设一条与上述主隧道1 相平行的服务隧道2，以作为主隧道1的超前平行导坑； 2)爆破前在主隧道1和服务隧道2每一循环的掌子面3上利用凿岩台车同时进行 钻孔而形成探水孔4，每个掌子面3至少包括一个探水孔4 ; 3)若探水孔4中没有出现渗水，继续前挖；若出现渗水，立即向裂隙中进行注浆以 堵住渗漏水，然后再组织爆破，循环往复，直至完成整个挖掘过程。
所述的探水孔4的深度为30-60m，直径为50-100mm。
所述的主隧道1和服务隧道2之间的净距为15-16m。 所述的探水孔4的钻孔方向与主隧道1和服务隧道2的轴线平行，或与主隧道1 和服务隧道2轴线间形成夹角。 在海底隧道施工过程中，当需要利用本发明提供的方法对海底隧道进行超前探水 时，首先在两条主隧道1之间的位置开设一条与上述主隧道1相平行的服务隧道2，服务隧 道2的截面积小于主隧道1的截面积，其目的一方面是利用探测到的服务隧道2掌子面3前 方的地下水水量、水压、位置和地质情况来弥补单纯利用主隧道1而探测到的信息范围小 的缺点，另一方面当主隧道1建成后，还可利用服务隧道2为主隧道1的维修提供服务。然 后在主隧道1和服务隧道2每一循环的掌子面3上利用凿岩台车同时进行钻孔而形成探水 孔4，并且要在全隧范围内进行。探水孔4的布置以能达到最佳覆盖超前探水位置为原则， 并应前后搭接， 一般来说，在普通地段每一循环钻1个探水孔4，在复杂地段，比如岩性复 杂、接触面破碎且不规则地段及不富水段，每一循环钻2 3个探水孔4，钻孔深度为30 60m，直径为50-100mm。若探水孔4中没有出现渗水，继续前挖；若出现渗水，立即向裂隙中 进行注浆以堵住渗漏水，然后再组织爆破，循环往复，直至完成整个挖掘过程。如图2所示， 当采用单孔钻孔时，探水孔4位于掌子面3的中心部位，该孔的水平角度为0° ，竖直角度为 0° ;如图3所示，当采用双孔钻孔时，可使两探水孔4相隔距离设置在同一水平线上，其中 位于左侧的探水孔4水平角为左偏5。，竖直角为上仰3。，位于右侧的探水孔4水平角为 右偏5° ，竖直角为下俯3。；如图4所示，当采用三孔钻孔时，可将两探水孔4设置在掌子 面3的上部，而将另一孔设置在掌子面3的下部，其中位于上部左侧的探水孔4水平角为左 偏5° ，竖直角为上仰3。，位于上部右侧的探水孔4水平角为右偏5。，竖直角为上仰3。，位于下部的探水孔4水平角为(T ，竖直角为(T 。 另外，在利用凿岩台车进行钻孔过程中，应记录出水位置，进行孔内水量、水压、水 温等测试，从而预测出隧道涌水量。对于水量大于1L/s的出水点，建立出水点档案，以便进 行动态观测。
权利要求
一种海底隧道的超前探水方法，其特征在于所述的海底隧道的超前探水方法包括按顺序进行的下列步骤1)在海底隧道施工过程中，在两条主隧道(1)之间的位置开设一条与上述主隧道(1)相平行的服务隧道(2)，以作为主隧道(1)的超前平行导坑；2)爆破前在主隧道(1)和服务隧道(2)每一循环的掌子面(3)上利用凿岩台车同时进行钻孔而形成探水孔(4)，每个掌子面(3)至少包括一个探水孔(4)；3)若探水孔(4)中没有出现渗水，继续前挖；若出现渗水，立即向裂隙中进行注浆以堵住渗漏水，然后再组织爆破，循环往复，直至完成整个挖掘过程。
2. 根据权利要求1所述的海底隧道的超前探水方法，其特征在于所述的探水孔(4)的深度为30-60m，直径为50-100mm。
3. 根据权利要求1所述的海底隧道的超前探水方法，其特征在于所述的主隧道(1)和服务隧道(2)之间的净距为15-16m。
4. 根据权利要求1所述的海底隧道的超前探水方法，其特征在于所述的探水孔(4) 的钻孔方向与主隧道(1)和服务隧道(2)的轴线平行，或与主隧道(1)和服务隧道(2)轴 线间形成夹角。
全文摘要
一种海底隧道的超前探水方法。其包括在两条主隧道之间的位置开设一条与上述主隧道相平行的服务隧道，以作为主隧道的超前平行导坑；爆破前在主隧道和服务隧道每一循环的掌子面上利用凿岩台车同时进行钻孔而形成探水孔，每个掌子面至少包括一个探水孔；若探水孔中没有出现渗水，继续前挖；若出现渗水，立即向裂隙中进行注浆以堵住渗漏水，然后再组织爆破等步骤。本发明提供的海底隧道的超前探水方法是根据海底隧道过断层破碎带施工风险较大的特点而在两条主隧道之间设置一条超前平行服务隧道，利用从主隧道和服务隧道探测到的掌子面前方的地下水情况来确定后续的施工方案，这样就能够规避风险，从而可以保证海底隧道的施工安全。
文档编号E21D9/00GK101749023SQ200910244940
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者刘鹏, 周书明, 孙晓科, 张先锋, 方园, 毕经东, 赵晋友 申请人:中铁隧道勘测设计院有限公司