CN108625897A - 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法 - Google Patents

一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108625897A
CN108625897A CN201810210852.1A CN201810210852A CN108625897A CN 108625897 A CN108625897 A CN 108625897A CN 201810210852 A CN201810210852 A CN 201810210852A CN 108625897 A CN108625897 A CN 108625897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
pressure
tunnel
drilling
releasing method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810210852.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108625897B (zh
Inventor
张霄
段崇豪
张庆松
李相辉
安琪祎
郝彭帅
王子昂
尹占超
刘啸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201810210852.1A priority Critical patent/CN108625897B/zh
Publication of CN108625897A publication Critical patent/CN108625897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108625897B publication Critical patent/CN108625897B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F16/00Drainage
    • E21F16/02Drainage of tunnels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

本发明涉及一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,该人工引流泄压方法包括以下步骤:一、探测隧道周围上下大型导水管道或富水区域;二、设计联排钻孔;三、钻孔施工及下管;四、压水致裂;本发明适用于地下水位会因降雨升降变化较大的地层,且隧道周边采用帷幕注浆堵水,无或很少排水孔的工程情况。采用本发明人工引流泄压方法能够有效实现降雨入渗水迅速***,不致引起地下水位长时间维持高水位而使隧道支护承受高压,防止因暴雨等强降雨引起地下水位暴涨,造成支护破坏的问题。本发明人工引流泄压方法设计科学合理,施工操作方便,具有良好的作用效果,值得推广应用。

Description

一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法
技术领域
本发明涉及一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,主要应用于在地下水位受强降雨影响较大的地层中修建的隧道,属于隧道挖掘技术领域。
背景技术
随着隧道工程的不断发展,隧道施工过程中遇到不良地质的情况不断增多。受复杂地质构造条件及地形地貌因素的影响,我国隧道施工经常穿过地质条件较差的地层。在地下水、地应力以及隧道围岩自身松散破碎的综合作用下,施工过程中容易出现隧道塌陷,涌水突泥及支护开裂等工程灾害和问题,为防止此类隧道施工安全隐患,注浆加固等方法逐渐在隧道施工过程中不断得到应用。然而,在对隧道围岩进行注浆加固的过程中,浆液的挤密填充作用使原有地层中的地下水裂隙通道封闭,可能会造成地下水流通不畅。
当隧道通过地下水位会因降水升降变化较大的地层时,在出现暴雨等强降雨的情况下,由于该地层中地下水***不畅,巨大的水压力将长时间作用在隧道围岩和支护上。尤其隧道施工过程中,隧道开挖及隧道帷幕施工通过该地层地下水流通裂隙,将造成原有的地下水通道被截断,帷幕注浆大大提高了围岩的抗渗能力,使得该地层地下水更加难以***,在突遇强降水时,降雨入渗水在地层中不断累积,且难以***,产生的水压力将长期作用在隧道支护和围岩上,容易导致隧道支护结构破坏,甚至造成涌水突泥等地质灾害。
目前,针对上述问题,可采用导通排水管道对地下水进行***,以防止对隧道支护的潜在威胁,但长期疏干将对周围环境造成不良影响,容易造成地势较高的地层干旱,附近地下水位下降等,且排出的地下水一般无法有效利用,将造成地下水资源的浪费。在该类地质条件下,必须创造出一种人工引流泄压方法,保证在突遇强降水的情况下,降雨入渗水迅速***,不致引起地下水位长时间维持高水位,同时,尽量减少对环境的不利影响。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法。
本发明的技术方案如下:
一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,包括以下步骤:
步骤一、探测隧道周围上下大型导水管道或富水区域:
利用瞬变电磁法、高密电阻率法、地震映像法和地质雷达法对涌水段隧道外侧含水状况进行综合探测,探测出涌水段隧道外侧主要富水区域及富水裂隙,综合分析隧道通过地下水主要排水管道区域附近围岩完整状况、地下大型导水管道及富水区域的分布情况;
步骤二、设计联排钻孔:
根据步骤一中确定的大型导水管道和富水区域的位置、间距以及附近围岩完整状况,设计联排钻孔,确定隧道侧壁钻孔起点、钻孔角度以及钻孔深度,钻孔终孔位置间距不超过10m,保证在高压水力劈裂作用下能发生水力联系;
步骤三、钻孔施工及下管:
根据步骤二确定设计的钻孔位置进行钻孔,钻孔采用前进式施工,每钻进一段检查一段,及时纠偏;一个钻孔施工结束后紧接着进行下管操作,待下管结束后再进行下一钻孔施工;下管用的压水管道采取全套管,在管套外侧做防水处理,防止注水反涌;
步骤四、压水致裂:
将步骤三施工完的钻孔间隔地分为两批,先对第一批钻孔加压注水,通过压力表读数实时监测,起压后压力逐渐升高至设定的注水压力值,此时停止注水;再对第二批钻孔进行加压注水,起压后压力逐渐升高直至劈裂贯通,而后迅速下降并逐渐趋于稳定低压力,压力不再上升,压力致裂完成。
优选的,在步骤一之前,还包括施工准备过程:了解加压注水地段的地质状况,包括水压、围岩裂隙发育程度、裂隙内填充物的性质以及隧道支护与注浆帷幕的强度,根据上述地质状况,确定造成围岩劈裂的注水压力范围,并以此设定注水压力值。
优选的,步骤三中,钻孔施工前,先由测量人员按设计参数在隧道掌子面止浆墙上用红油漆标出钻孔位置,并依次标明孔号。
优选的,步骤三中,利用HL650型凿岩钻机进行钻孔,用钻机首尾坐标差值来控制钻孔施工前进的竖直角及水平角。
优选的,步骤三中,在管套外侧做防水处理是指采用全套管施工,使用密闭防水套管,全程套管护壁。
优选的,步骤三中,在下管之前,先对施工所需要的钢管进行压水试验,试加水压至1.2倍设定的注水压力值,静置45min,检查钢管有无漏水问题,重复完成3次压水试验。此设计的好处在于,检验施工装置的耐高压强度及有无漏水情况,保证施工质量。
优选的,步骤四中,当钻孔数量为奇数时,将靠近大型地下导水管道及富水区域的两个钻孔分在第二批进行加压注水。
本发明的有益效果在于:
本发明适用于地下水位会因降雨升降变化较大的地层,且隧道周边采用帷幕注浆堵水,无或很少排水孔的工程情况。采用本发明人工引流泄压方法能够有效实现降雨入渗水迅速***,不致引起地下水位长时间维持高水位而使隧道支护承受高压,防止因暴雨等强降雨引起地下水位暴涨,造成支护破坏的问题。本发明人工引流泄压方法设计科学合理,施工操作方便,具有良好的作用效果,值得推广应用。
附图说明
图1为本发明中的隧道截面图;
图2为本发明中的钻孔纵截面图;
图3为本发明中第一批钻孔高压注水劈裂示意图;
图4为本发明中高压注水劈裂最终效果示意图;
其中:1—道路,2—隧道轮廓线,3—围岩加固区,4—致灾水源,5—地下富水区,6—高压劈裂钻孔,7—高压水力劈裂导水裂隙。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1:
如图1至图4所示,本实施例提供一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,该方法具体包括以下步骤:
步骤一、探测隧道周围上下大型导水管道或富水区域:
利用瞬变电磁法、高密电阻率法、地震映像法和地质雷达法对涌水段隧道外侧含水状况进行综合探测,探测出涌水段隧道外侧主要富水区域及富水裂隙,综合分析隧道通过地下水主要排水管道区域附近围岩完整状况、地下大型导水管道及富水区域的分布情况;
该步骤中,采用瞬变电磁法、高密电阻率法、地震映像法和地质雷达法四种方法单独分别进行探测,通过这四种探测方法进行相互验证,可提高探测主要富水区域及富水裂隙的精度。
步骤二、设计联排钻孔:
根据步骤一中确定的大型导水管道和富水区域的位置、间距以及附近围岩完整状况,设计联排钻孔,确定隧道侧壁钻孔起点、钻孔角度以及钻孔深度,钻孔终孔位置间距不超过10m,保证在高压水力劈裂作用下能发生水力联系;
步骤三、钻孔施工及下管:
根据步骤二确定设计的钻孔位置,先由测量人员按设计参数在隧道掌子面止浆墙上用红油漆标出钻孔位置,并依次标明孔号;
然后按照孔号依次进行钻孔,利用HL650型凿岩钻机进行钻孔,用钻机首尾坐标差值来控制钻孔施工前进的竖直角及水平角。钻孔采用前进式施工,每钻进一段检查一段,及时纠偏,一个钻孔施工结束后紧接着进行下管操作,待下管结束后按孔号顺序再进行下一钻孔施工;下管用的压水管道采取全套管,在管套外侧做防水处理,采用全套管施工,使用密闭防水套管,全程套管护壁,防止注水反涌。
步骤四、压水致裂:
将步骤三施工完的钻孔间隔地分为两批,孔号为奇数的分为第一批,孔号为偶数的分为第二批。先对第一批钻孔加压注水,通过压力表读数实时监测,起压后压力逐渐升高至设定的注水压力值,此时停止注水;再对第二批钻孔进行加压注水,起压后压力逐渐升高直至劈裂贯通,而后迅速下降并逐渐趋于稳定低压力,压力不再上升,压力致裂完成,最终效果如图4所示。
实施例2:
一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,该方法操作步骤如实施例1所述,其不同之处在于:在步骤一之前,还包括施工准备过程:了解加压注水地段的地质状况,包括水压、围岩裂隙发育程度、裂隙内填充物的性质以及隧道支护与注浆帷幕的强度,根据上述地质状况,确定造成围岩劈裂的注水压力范围,并以此设定注水压力值。
实施例3:
一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,该方法操作步骤如实施例1所述,其不同之处在于:步骤三中,在下管之前,先对施工所需要的钢管进行压水试验,试加水压至1.2倍设定的注水压力值,静置45min,检查钢管有无漏水问题,重复完成3次压水试验。下管前,检验施工装置的耐高压强度及有无漏水情况,保证整个施工质量。
实施例4:
一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,该方法操作步骤如实施例1所述,其不同之处在于:步骤四中,当钻孔数量为奇数时(如图3和图4所示),将靠近大型地下导水管道及富水区域的两个钻孔分在第二批进行加压注水。采取此种设计,在对第一批中间部分的钻孔进行加压注水劈裂后,劈裂缝隙向两侧扩散,这样再对第二批钻孔进行加压注水劈裂时,能够与第一批的劈裂裂缝更好地连接起来,达到更优的劈裂贯通效果。

Claims (7)

1.一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、探测隧道周围上下大型导水管道或富水区域:
利用瞬变电磁法、高密电阻率法、地震映像法和地质雷达法对涌水段隧道外侧含水状况进行综合探测,探测出涌水段隧道外侧主要富水区域及富水裂隙,综合分析隧道通过地下水主要排水管道区域附近围岩完整状况、地下大型导水管道及富水区域的分布情况;
步骤二、设计联排钻孔:
根据步骤一中确定的大型导水管道和富水区域的位置、间距以及附近围岩完整状况,设计联排钻孔,确定隧道侧壁钻孔起点、钻孔角度以及钻孔深度,钻孔终孔位置间距不超过10m,保证在高压水力劈裂作用下能发生水力联系;
步骤三、钻孔施工及下管:
根据步骤二确定设计的钻孔位置进行钻孔,钻孔采用前进式施工,每钻进一段检查一段,及时纠偏;一个钻孔施工结束后紧接着进行下管操作,待下管结束后再进行下一钻孔施工;下管用的压水管道采取全套管,在管套外侧做防水处理,防止注水反涌;
步骤四、压水致裂:
将步骤三施工完的钻孔间隔地分为两批,先对第一批钻孔加压注水,通过压力表读数实时监测,起压后压力逐渐升高至设定的注水压力值,此时停止注水;再对第二批钻孔进行加压注水,起压后压力逐渐升高直至劈裂贯通,而后迅速下降并逐渐趋于稳定低压力,压力不再上升,压力致裂完成。
2.如权利要求1所述的人工引流泄压方法,其特征在于,在步骤一之前,还包括施工准备过程:了解加压注水地段的地质状况,包括水压、围岩裂隙发育程度、裂隙内填充物的性质以及隧道支护与注浆帷幕的强度,根据上述地质状况,确定造成围岩劈裂的注水压力范围,并以此设定注水压力值。
3.如权利要求1所述的人工引流泄压方法,其特征在于,步骤三中,钻孔施工前,先由测量人员按设计参数在隧道掌子面止浆墙上用红油漆标出钻孔位置,并依次标明孔号。
4.如权利要求1所述的人工引流泄压方法,其特征在于,步骤三中,利用HL650型凿岩钻机进行钻孔,用钻机首尾坐标差值来控制钻孔施工前进的竖直角及水平角。
5.如权利要求1所述的人工引流泄压方法,其特征在于,步骤三中,在管套外侧做防水处理是指采用全套管施工,使用密闭防水套管,全程套管护壁。
6.如权利要求1所述的人工引流泄压方法,其特征在于,步骤三中,在下管之前,先对施工所需要的钢管进行压水试验,试加水压至1.2倍设定的注水压力值,静置45min,检查钢管有无漏水问题,重复完成3次压水试验。
7.如权利要求1所述的人工引流泄压方法,其特征在于,步骤四中,当钻孔数量为奇数时,将靠近大型地下导水管道及富水区域的两个钻孔分在第二批进行加压注水。
CN201810210852.1A 2018-03-14 2018-03-14 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法 Expired - Fee Related CN108625897B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810210852.1A CN108625897B (zh) 2018-03-14 2018-03-14 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810210852.1A CN108625897B (zh) 2018-03-14 2018-03-14 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108625897A true CN108625897A (zh) 2018-10-09
CN108625897B CN108625897B (zh) 2020-04-24

Family

ID=63706262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810210852.1A Expired - Fee Related CN108625897B (zh) 2018-03-14 2018-03-14 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108625897B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832810A (zh) * 2021-03-04 2021-05-25 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种针对于断层段泥化流变型岩体的支护方法及应用
CN113565566A (zh) * 2021-08-24 2021-10-29 中铁二院工程集团有限责任公司 富水复合地层疏水降压稳定掌子面的施工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101050709A (zh) * 2006-04-03 2007-10-10 郭国政 采区高水压疏堵开采方法
CN102536240A (zh) * 2012-01-17 2012-07-04 河南省煤层气开发利用有限公司 一种高压致裂防治冲击地压的方法
CN103758570A (zh) * 2014-01-14 2014-04-30 中国矿业大学 一种水力致裂控制临空巷道强矿压的方法
CN104358558A (zh) * 2014-09-05 2015-02-18 许进鹏 一种基于压裂原理的老空区探测方法
CN104594898A (zh) * 2014-11-10 2015-05-06 山东科技大学 一种坚硬顶板注水卸压处理方法
CN205714281U (zh) * 2016-04-29 2016-11-23 中国水利水电第五工程局有限公司 一种隧道开挖顶部散流集中泄水装置
CN107060834A (zh) * 2017-06-26 2017-08-18 山东大学 巷道顶板富水破碎条件下引流慢渗注浆控制工艺

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101050709A (zh) * 2006-04-03 2007-10-10 郭国政 采区高水压疏堵开采方法
CN102536240A (zh) * 2012-01-17 2012-07-04 河南省煤层气开发利用有限公司 一种高压致裂防治冲击地压的方法
CN103758570A (zh) * 2014-01-14 2014-04-30 中国矿业大学 一种水力致裂控制临空巷道强矿压的方法
CN104358558A (zh) * 2014-09-05 2015-02-18 许进鹏 一种基于压裂原理的老空区探测方法
CN104594898A (zh) * 2014-11-10 2015-05-06 山东科技大学 一种坚硬顶板注水卸压处理方法
CN205714281U (zh) * 2016-04-29 2016-11-23 中国水利水电第五工程局有限公司 一种隧道开挖顶部散流集中泄水装置
CN107060834A (zh) * 2017-06-26 2017-08-18 山东大学 巷道顶板富水破碎条件下引流慢渗注浆控制工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832810A (zh) * 2021-03-04 2021-05-25 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种针对于断层段泥化流变型岩体的支护方法及应用
CN113565566A (zh) * 2021-08-24 2021-10-29 中铁二院工程集团有限责任公司 富水复合地层疏水降压稳定掌子面的施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108625897B (zh) 2020-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. Mitigation of geohazards during deep excavations in karst regions with caverns: a case study
CN108915736B (zh) 强富水弱胶结含水层下掘进巷道的水害防治方法
CN104652496B (zh) 一种地下连续墙渗漏水探测方法
CN103867229B (zh) 一种煤矿大采深与下组煤开采防治水综合治理方法
CN111594258A (zh) 一种碎软低透突出煤层以孔代巷快速抽采瓦斯达标的技术方法
CN108316948B (zh) 一种富水软弱地层突水突泥后的注浆处治方法
CN101638987A (zh) 用帷幕注浆加止浆墙穿越高压富水断裂带的隧道施工方法
CN103643918B (zh) 一种针对奥陶系灰岩矿区的寻找及防止矿井渗水的方法
CN110043312B (zh) 一种注浆充填地表沉降范围的控制方法
CN111075478A (zh) 采掘工作面构造破碎带地面施工预注浆加固工艺
CN114233385B (zh) 一种斜井井筒突泥涌水的治理方法
CN109162731A (zh) 铁矿区深部开采突水注浆治理方法
CN111878084A (zh) 大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法
Guo et al. Mechanism and treatment technology of three water inrush events in the Jiaoxi River Tunnel in Shaanxi, China
CN105297736A (zh) 一种岩溶地区溶洞上覆土层逐序加深注浆施工工艺及设备
CN108625897A (zh) 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法
CN106677791A (zh) 一种浅埋盾构隧道穿越高速公路的施工方法
CN113464203A (zh) 一种矿井地质异常体地面—井下联合探查及治理方法
CN106194185B (zh) 水压作用下厚松散含水层防砂安全煤岩柱的留设方法
CN106968664A (zh) 一种工作面底板破坏带深度钻孔注水探测方法
CN113123720A (zh) 煤层底板水害区治理注浆孔兼做瓦斯抽采孔施工工艺
Knight et al. Seepage remediation and karst foundation treatment at Clearwater Dam, Piedmont, Missouri
Holzer et al. Semmering Base Tunnel–Tunnelling in challenging geotechnical and geological conditions in major fault zones
CN114233369B (zh) 一种井上下联合精准消除煤与瓦斯突出的方法
CN114837608B (zh) 多段分级注浆再造采动覆岩隔水层方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200424

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee