专利名称：一种深埋隧道超前降水方法
一种深埋隧道超前降水方法技术领域：
本发明涉及隧道开挖技术领域，尤其是涉及一种在开挖深埋隧道时遭遇富水粉细砂层时使用的超前降水方法。背景技术：
公知的，富水未成岩粉细砂岩层又称富水粉细砂层，该岩层因富含水份而极不稳定，当在深埋隧道的施工过程中开挖到该岩层时，该岩层极易呈流塑状变型，从而在施工中出现涌砂、溜塌现象，轻则造成隧道的初期支护变形，危及施工安全，重则导致隧道坍塌，引发安全事故，进而严重影响到深埋隧道的施工工期、工程质量以及生产安全和生产成本等；另一
方面，由于富水粉细砂层在我国国内的隧道施工中较难遇见，因此，为避免富水粉细砂层对隧道产生影响，目前国内用于降低隧道掌子面前方地下水，即降低隧道施工作业面前方的地下水而对富水粉细砂层中富含的水份进行超前降水，从而以利于隧道开挖的方法仅有深井降水和结合洞内轻型井点降水这两种方法；然而，在实际施工中，由于深井降水主要适用于浅埋隧道的施工降水，同时深埋隧道也不具备深井降水的条件，因此，深井降水是不能应用于深埋隧道的施工中的；但是，如果仅采用洞内轻型井点降水的话，对于深埋隧道而言，其排水效果又十分有限，因此，为长远着想，在深埋隧道的开挖施工中极需要一种能够针对富水粉细砂层的降水方法。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种深埋隧道超前降水方法，所述的方法能够有效降低隧道掌子面前方的地下水，为深埋隧道的后续开挖提供安全保证。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种深埋隧道超前降水方法，所述的方法于开挖深埋隧道中遭遇富水粉细砂层时使用，其步骤如下
A、先在与预设钻孔处相对应的隧道施工作业面内设置一个钻机作业平台；
B、在隧道施工作业面设置初期支护；
C、初期支护设置完毕，在钻机作业平台设置钻机，并使用钻机按隧道开挖的方向，沿初期支护的轮廓外侧有间距的钻设若干个钻孔；
D、当钻孔结束时，在钻孔的钻设套管拆除前，先向钻孔内插入降水管，然后在降水管插入完毕后拨出套管，即完成该钻孔内的降水管安装；
E、当所有钻孔内均安装完降水管后，将每一根降水管外端管壁与其周边富水粉细砂层之间的间隙密封回填；
F、将每一根降水管的外端端口与相应的真空泵连通，然后利用真空泵进行抽水；
G、连续抽水，并在通过检测含水量的变化确认富水粉细砂层具有自稳性后，沿钻孔的长度方向进行隧道开挖，并在开挖过程中及时进行初期支护；
H、如果已经挖过富水粉细砂层或是深埋隧道已经挖成，则结束所述方法的操作，否则，就重复上述的重复步骤A G，并直至挖过富水粉细砂层或是深埋隧道开挖完成。所述的深埋隧道超前降水方法，所述步骤A中的隧道施工作业面若为斜面或台阶面时，需要在斜面或台阶面中平整出一个钻机作业平台。所述的深埋隧道超前降水方法，所述步骤B中的初期支护设置为在隧道施工作业面进行立拱、钻设锚杆和喷射混凝土。所述的深埋隧道超前降水方法，在所述的步骤C中，初期支护的上部轮廓外侧不钻设钻孔。所述的深埋隧道超前降水方法，所述的若干个钻孔的钻孔直径均不小于10cm，钻孔深度均不小于100cm,每两个钻孔之间的孔间距为30cm 200cm。所述的深埋隧道超前降水方法，所述的若干个钻孔之间的孔间距为100cm。
所述的深埋隧道超前降水方法，所述的步骤E中，降水管外端管壁与周边IOOcm范围内的富水粉细砂层之间的区域均密封回填。所述的深埋隧道超前降水方法，所述的降水管外端管壁与周边富水粉细砂层之间采用软粘土密封回填。由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果
本发明所述的深埋隧道超前降水方法操作简单，效果明显，当开挖深埋隧道遇到富水粉细砂层时，使用所述的方法能够有效达到降低隧道掌子面前方地下水的目的，从而为深埋隧道的后续开挖提供了安全保证。
图I是应用本发明时深埋隧道的截面示意图。图中1、深埋隧道；2、初期支护；3、钻孔；4、富水粉细砂层。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图I实施本发明所述的深埋隧道超前降水方法，所述的方法能够在开挖深埋隧道中遭遇富水粉细砂层的时候使用，所述方法的步骤如下
A、当开挖深埋隧道I遭遇到富水粉细砂层4时，先在与预设钻孔3处，即与准备钻设钻孔3的位置相对应的隧道施工作业面内设置一个钻机作业平台，如果当隧道施工作业面为斜面或台阶面时，需要在该斜面或台阶面中平整出一个钻机作业平台，从而便于在钻机作业平台上稳定牢固的设置相应的钻机；
B、在隧道施工作业面进行立拱、钻设锚杆和喷射混凝土的初期支护2设置；
C、初期支护2设置完毕后，在钻机作业平台上设置相应的钻机，并使用钻机按隧道开挖的方向，沿初期支护2的轮廓外侧有间距的钻设若干个钻孔3，即每个钻孔3的轴线均与 深埋隧道I的轴线呈平行状态；此外，由于客观存在的地质差异，因此针对不同的地质特点就需要钻设不同的钻孔3，总体上，所述若干个钻孔3中的每一个钻孔3直径均不应小于10cm，钻孔3深度均不应小于100cm，且要根据地质特点将每两个钻孔3之间的孔间距设置在30cm 200cm之间，一般在正常情况下，每两个钻孔3之间的孔间距设为IOOcm即可；为节省工时和劳动强度，初期支护2的上部轮廓外侧能够不钻设钻孔3，即利用重力原理使初期支护2上部轮廓外侧对应的富水粉细砂层4中富含的水份渗流至初期支护2的轮廓两侦牝然后再渗流至相应的钻孔3内；
D、当钻孔3钻设结束，在钻设中的套管拆除之前，先向该钻孔3内插入降水管，然后在降水管插入完毕后再拨出套管，且按此操作完成所有钻孔3内的降水管安装；
E、当所有钻孔3内均安装完降水管，将每一根降水管外端管壁与其周边富水粉细砂层4之间的间隙采用强力挤入软粘土进行密封回填；为增加密封强度，能够将降水管外端管壁与周边IOOcm范围内的富水粉细砂层4之间的区域密封回填；
F、将每一根降水管的外端端口与相应的真空泵连通，然后利用真空泵进行抽水，即通过真空泵来抽吸由钻孔3渗流至降水管内的水份；
G、连续抽水，并在通过检测含水量的变化确认富水粉细砂层4具有自稳性后，沿钻孔3的长度方向进行隧道开挖，并直到挖至钻孔3的孔底位置，在开挖过程中要及时进行设置初期支护2 ；
H、如果此时已经挖过富水粉细砂层4或是深埋隧道I已经挖成，则结束所述方法的操作，否则，就重复上述的步骤A G，并直至挖过富水粉细砂层4或是深埋隧道I开挖完成。
所述的深埋隧道超前降水方法还能够直接在开挖深埋隧道时使用。以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
权利要求
1.一种深埋隧道超前降水方法，其特征是所述的方法于开挖深埋隧道(I)中遭遇富水粉细砂层(4)时使用，所述的方法步骤如下 A、先在与预设钻孔(3)处相对应的隧道施工作业面内设置一个钻机作业平台； B、在隧道施工作业面设置初期支护(2); C、初期支护(2)设置完毕，在钻机作业平台设置钻机，并使用钻机按隧道开挖的方向，沿初期支护⑵的轮廓外侧有间距的钻设若干个钻孔⑶； D、当钻孔(3)结束时，在钻孔(3)的钻设套管拆除前，先向钻孔(3)内插入降水管，然后在降水管插入完毕后拨出套管，即完成该钻孔(3)内的降水管安装； E、当所有钻孔(3)内均安装完降水管后，将每一根降水管外端管壁与其周边富水粉细 砂层(4)之间的间隙密封回填； F、将每一根降水管的外端端口与相应的真空泵连通，然后利用真空泵进行抽水； G、连续抽水，并在通过检测含水量的变化确认富水粉细砂层(4)具有自稳性后，沿钻孔(3)的长度方向进行隧道开挖，并在开挖过程中及时设置初期支护(2); H、重复步骤A G，直至挖过富水粉细砂层(4)或是深埋隧道(I)开挖完成。
2.根据权利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是所述步骤A中的隧道施工作业面若为斜面或台阶面时，需要在斜面或台阶面中平整出一个钻机作业平台。
3.根据权利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是所述步骤B中的设置初期支护(2)为在隧道施工作业面进行立拱、钻设锚杆和喷射混凝土。
4.根据权利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是在所述的步骤C中，初期支护(2)的上部轮廓外侧不钻设钻孔(3)。
5.根据权利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是所述的若干个钻孔(3)的钻孔直径均不小于10cm，钻孔深度均不小于100cm，每两个钻孔之间的孔间距为30cm 200cmo
6.根据权利要求I或5所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是所述的若干个钻孔(3)之间的孔间距为IOOcm0
7.根据权利要求I所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是所述的步骤E中，降水管外端管壁与周边IOOcm范围内的富水粉细砂层(4)之间的区域均密封回填。
8.根据权利要求I或7所述的深埋隧道超前降水方法，其特征是所述的降水管外端管壁与周边富水粉细砂层(4)之间采用软粘土密封回填。
全文摘要
一种涉及隧道开挖技术领域的深埋隧道超前降水方法，所述的方法采用在初期支护周边轮廓外侧，且沿隧道开挖的方向钻设若干个钻孔，然后在钻孔内安设降水管，并把降水管与相应真空泵连通，从而通过真空泵来抽吸富水粉细砂层中的水份；所述的方法能够有效降低隧道掌子面前方的地下水，为深埋隧道的开挖提供安全保证。
文档编号E21F16/02GK102661172SQ20121014035
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者于少辉, 张文新, 方庆, 李治国, 王菀, 肖盛能, 蒋永强, 邹明波, 邹翀 申请人:中铁隧道集团有限公司