一種強透水地層隧道開挖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，尤其涉及一種強透水地層隧道分步開挖方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，地下工程的數(shù)量及規(guī)模日漸擴大。在地下工程如隧道的施工中，暗挖法具有對環(huán)境影響小、不影響地面建筑、不阻斷交通的優(yōu)勢，其運用越來越廣泛，但是在含水量大、地下水位高、地下水滲透系數(shù)大的地層中采用暗挖發(fā)開挖地下空間極易出現(xiàn)地下水管涌、滲流、坍方問題，既造成經(jīng)濟損失也造成不良的社會影響。對此，通常解決方法有兩種:一種是在待建的地下空間周邊設置降水井，將地下水位降低到滿足開挖安全要求的高度，這種方式一方面在含水層很厚、地層水量較大、土層滲透系數(shù)較大情況下降水漏斗不易形成或者降水坡度過緩，影響開挖，且容易導致地面沉降引起管線開裂和周邊建筑物傾斜；另一種方式是垂直于開挖面方向向土層內(nèi)部打入水平方向的注漿管止水，此方法會導致施工面較少較小，進度受限，并且起止水作用的注漿體大部分被挖掉，導致浪費。因此有必要提出一種新的既降低成本，又能加快進度并且降低地面沉降和建筑物傾斜的開挖方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目在于提供一種強透水地層隧道分步開挖方法，以避免出現(xiàn)在含水層很厚、土層水量較大、土層滲透系數(shù)較大情況下采用現(xiàn)有施工方法所存在的冋題。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種強透水地層隧道分步開挖方法，包括以下步驟:
步驟一:確定待開挖地下空間與地下水位標高關(guān)系；
步驟二:進行上半部分地下空間開挖及初期支護；
步驟三:在已開挖形成的地下空間拱腳處斜向外、向下布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面外兩側(cè)地層的加固及止水作業(yè)；
步驟四:在已開挖形成的地下空間底部豎向布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面底部地層的加固及止水作業(yè)；
步驟五:對步驟三-四的加固質(zhì)量及止水效果進行檢測，檢測合格后開挖下半部分地下空間并進行初期支護，然后切除多余的注漿導管；
步驟六:對開挖形成的整個地下空間進行第二次襯砌支護。
[0005]更進一步，對于所述步驟二，上半部分地下空間底面標高高于地下水位不小于50cmo
[0006]更進一步，對于所述步驟四，采用豎向布置的注漿導管進行注漿時，注漿高度至待開挖地下空間的底面位置。
[0007]更進一步，對于所述步驟四，下半部分地下空間采用分層開挖方式進行開挖更進一步，對于所述步驟三、五采用常規(guī)的暗挖方法如掘進機法進行開挖。
[0008]本發(fā)明的有益效果:(I)對于地下水位以上空間，不需進行加固和止水直接開挖，加快了施工進度并降低了成本；(2)在上半部分空間開挖完成后，再進行含水層的加固及止水作業(yè)，既減少了作業(yè)量又使注入的漿體有效用于止水，降低了施工成本。
【附圖說明】
[0009]圖1是開挖前地層剖面示意圖；
圖2是步驟二剖面示意圖；
圖3是步驟三剖面示意圖；
圖4是步驟四剖面示意圖；
圖5是步驟二剖面示意圖；
圖6是步驟五開挖完成后的剖面示意圖；。
[0010]圖中:1-確定的地下水位標高；2_地下空間上半部分圍巖；3_地下空間下半部分圍巖；4_第一次開挖形成的地下空間；5_斜向注漿管；6_垂直方向注漿管；7_垂直方向注漿導管注漿部；8_需要分層開挖的部分；9_已分層開挖完成部分；10_完整的地下空間。
【具體實施方式】
[0011]如圖1-6所示，一種強透水地層隧道分步開挖方法，包括以下步驟:
步驟一:確定待開挖地下空間與地下水位標高關(guān)系
參照圖1，通過查閱地勘報告和設計圖紙，確定需開挖地下空間與地下水位標高關(guān)系，并形成相互標高位置關(guān)系的剖面圖，當?shù)叵滤粯烁哐氐叵驴臻g周圍有變化時，要詳細繪制所有不同位置關(guān)系的剖面圖，必要時，要繪制地下水位的等高線圖，來掌握地下水位的詳細情況，為確定第一次開挖的工作面的標高和斜向注漿開孔的標高位置提供條件。
[0012]步驟二:進行上半部分地下空間開挖及初期支護
參見圖2，進行上半部分地下空間開挖開挖，開挖時要結(jié)合地下水位分布情況，確定每一個開挖點開挖后工作面標高高于該處地下水位以上50cm。
[0013]步驟三:在已開挖形成的地下空間拱腳處斜向外、向下布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面外兩側(cè)地層的加固及止水作業(yè)
參見圖3，在第一次開挖形成的地下空間4側(cè)壁與工作面交接的位置，垂直于開挖方向向外側(cè)斜下方鉆孔安裝斜向注漿管5注漿，注漿管的長度、間距、注漿量、注漿壓力通過計算確定，來保證在后續(xù)開挖中不出現(xiàn)從側(cè)面滲水的現(xiàn)象。
[0014]步驟四:在已開挖形成的地下空間底部豎向布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面底部地層的加固及止水作業(yè)
參見圖4，在第一次開挖形成的地下空間4工作面上垂直向下鉆孔安裝垂直方向注漿管6并注漿，注漿液面高度為設計要求的地下空間地面，注漿管的長度、間距、注漿量、注漿壓力通過計算確定，使最終開挖后的形成的地面下方形成不透水層并具有足夠的重量和強度，來保證注漿后在后續(xù)開挖中不出現(xiàn)地下水從地面下方管涌的現(xiàn)象。
[0015]步驟五:對步驟三-四的加固質(zhì)量及止水效果進行檢測，檢測合格后開挖下半部分地下空間并進行初期支護，然后切除多余的注漿導管； 參見圖5，確認加固質(zhì)量及止水效果后，在已經(jīng)形成的開挖面上水平分層開挖同時切除多余的注漿管，直至形成完整的地下空間10，見圖6。
[0016]步驟六:對開挖形成的整個地下空間進行第二次襯砌支護。
【主權(quán)項】
1.一種強透水地層隧道分步開挖方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:確定待開挖地下空間與地下水位標高關(guān)系； 步驟二:進行上半部分地下空間開挖及初期支護； 步驟三:在已開挖形成的地下空間拱腳處斜向外、向下布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面兩側(cè)地層的加固及止水作業(yè)； 步驟四:在已開挖形成的地下空間底部豎向布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面底部地層的加固及止水作業(yè)； 步驟五:對步驟三-四的加固質(zhì)量及止水效果進行檢測，檢測合格后開挖下半部分地下空間并進行初期支護，然后切除多余的注漿導管； 步驟六:對開挖形成的整個地下空間進行第二次襯砌支護。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強透水地層隧道分步開挖方法，其特征在于，對于所述步驟二，上半部分地下空間底面標高高于地下水位不小于50cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種強透水地層隧道分步開挖方法，其特征在于，對于所述步驟四，采用豎向布置的注漿導管進行注漿時，注漿液面高度至待開挖地下空間的底面位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種強透水地層隧道分步開挖方法，其特征在于，對于所述步驟四，下半部分地下空間采用分層開挖方式進行開挖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種強透水地層隧道分步開挖方法，其特征在于，所述的步驟三、五采用常規(guī)的暗挖方法進行開挖。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強透水地層隧道分步開挖方法，其包括以下步驟：確定待開挖地下空間與地下水位標高關(guān)系；進行上半部分地下空間開挖及初期支護；在已開挖形成的地下空間拱腳處斜向外、向下布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面兩側(cè)地層的加固及止水作業(yè)；在已開挖形成的地下空間底部豎向布置注漿導管并注漿，完成開挖斷面底部地層的加固及止水作業(yè)；對加固質(zhì)量及止水效果進行檢測，檢測合格后開挖下半部分地下空間并進行初期支護，然后切除多余的注漿導管；對開挖形成的整個地下空間進行第二次襯砌支護。適用于地下水位處于開挖斷面中下部分的強透水土砂地層地下工程，具有成本低、進度快、安全有序的優(yōu)點。
【IPC分類】E21D9-00
【公開號】CN104763437
【申請?zhí)枴緾N201510185179
【發(fā)明人】肖龍鴿, 羅澤華, 何文超, 彭云, 孫旭東, 李繼超, 胡丹楓, 胡龍光, 周哲
【申請人】中建南方投資有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月20日