特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，包括以下步骤，安装倒U型管道，倒U型管道的第一端伸入斜井的液面之下，第二端由斜井的外部向下延伸至低于第一端的高度位置，第二端设有截止阀；安装泵站，泵站的进水端伸入斜井的液面之下，排水端与倒U型管道连通；关闭截止阀，并开启泵站将倒U型管道内抽满水；开启截止阀，斜井内的水在虹吸效应下由第二端排出。本发明专利技术提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，能够利用虹吸效应进行斜井排水，排水效率高，排水过程不受泵站功率的制约，能够降低设备成本和运行成本，且排水设施安装施工难度小、周期短。安装施工难度小、周期短。安装施工难度小、周期短。

【技术实现步骤摘要】
特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺


[0001]本专利技术属于隧道施工排水
，具体涉及一种特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺。

技术介绍

[0002]在进行富水岩溶隧道施工过程中，经常遇到容腔突发涌水的情况，当涌水量较大时，主洞内的水会由斜井底部的贯通面涌入斜井内部，严重时会直接将斜井淹没，需要将涌水排出后才能继续进行掘进作业，而对于特长富水岩溶隧道而言，通常斜井的竖直高度都在一百米以上，当斜井内部充满涌水时，主洞内会产生极大的水压，因此采用常规的由主洞掌子面向贯通面打孔泄水的方式风险极高，对于这种情况，需要通过泵站对斜井进行排水，使斜井水位下降到能够进行安全作业的高度后，才能够进行主洞打孔泄水，但是由于斜井内水量大，保守估计也能够达到数十万方，且每天的持续涌水流量也能够达到数千方，因此常规功率的泵站根本无法满足斜井排水需求，而在斜井的入口安装超大型的泵站一方面是建设难度大、周期长，严重影响隧道施工进度，另一方面超大型泵站本身的成本、其运行所需的电力设施，以及运行耗电成本等均十分昂贵，经济性极差。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，旨在降低特长富水岩溶隧道施工出现大量涌水时的排水成本、提高排水效率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，包括以下步骤：
[0005]步骤S101，安装倒U型管道，倒U型管道的第一端伸入斜井的液面之下，第二端由斜井的外部向下延伸至低于第一端的高度位置，第二端设有截止阀；
[0006]步骤S102，安装泵站，泵站的进水端伸入斜井的液面之下，排水端与倒U型管道连通；
[0007]步骤S103，关闭截止阀，并开启泵站将倒U型管道内抽满水；
[0008]步骤S104，开启截止阀，斜井内的水在虹吸效应下由第二端排出；
[0009]步骤S105，随着斜井内的液面高度下降，通过加长倒U型管道并对第一端和第二端的位置进行调整，使第一端始终处于斜井的即时液面之下，且第二端始终低于第一端的高度位置，直至将斜井内的水排放至第一目标液面高度。
[0010]在一种可能的实现方式中，倒U型管道包括：
[0011]入水段，一端作为第一端伸入斜井的液面之下，另一端延伸至斜井的顶端口部；
[0012]排水段，一端作为第二端固定在岩壁上，另一端向上延伸至斜井的顶端口部；
[0013]过渡段，为中部向上弯曲的弧形，过渡段固定在斜井的顶端口部侧方的岩壁上，一端与入水段的延伸端对接，另一端与排水段的延伸端对接；
[0014]其中，过渡段的管壁上设有泄压阀，在泵站向倒U型管道内抽水时，泄压阀开启，在
第二端排水时，泄压阀关闭。
[0015]一些实施例中，步骤S105包括以下步骤：
[0016]步骤S1051，在即时液面下降至露出第一端时，在入水段与过渡段之间加装入水延长段，使第一端伸入即时液面之下；
[0017]步骤S1052，在排水段与过渡段之间或第二端加装排水延长段，使第二端的高度位置低于第一端的高度位置；
[0018]步骤S1053，关闭截止阀并开启泄压阀，通过泵站将倒U型管道内重新抽满水；
[0019]步骤S1054，关闭泄压阀并开启截止阀由第二端进行排水；
[0020]步骤S1055，重复步骤S1051至步骤S1054，直至斜井内的水排放至第一目标液面高度。
[0021]示例性的，排水段为多个并联的管体，每个管体的底端均安装有截止阀。
[0022]在一种可能的实现方式中，在步骤S101之前，还包括以下步骤：
[0023]步骤S100，将主洞掘进至距贯通面100～120米处，在主洞的掌子面向贯通面方向钻多个50～60米深的泄水孔进行排水。
[0024]一些实施例中，在泄水孔内无水排出时，步骤S105之后还包括以下步骤：
[0025]步骤S106，将步骤S105中的第一目标液面高度调整为低于第一目标液面高度的第二目标液面高度；
[0026]步骤S107，将泄水孔钻至距贯通面20～30米处进行排水；
[0027]步骤S108，在泄水孔内无水排出时，将泄水孔钻至贯通面进行排水。
[0028]示例性的，第一目标液面高度为距斜井与主洞的贯通位置60～70米高度位置，第二目标液面高度低于第一目标液面高度25～30米。
[0029]一些实施例中，步骤S100包括以下步骤：
[0030]步骤S1001，将主洞掘进至距贯通面100～120米处，对掌子面进行喷浆封固；
[0031]步骤S1002，在掌子面前方1.5～2米处设置挡水墙，并在挡水墙上预留多个导孔；
[0032]步骤S1003，靠近主洞的两侧洞壁分别设置排水沟槽；
[0033]步骤S1004，钻杆依次穿过各个导孔由掌子面向贯通面钻泄水孔。
[0034]进一步地，在本实施例中，导孔内嵌装有适于引导钻杆穿行的导向管，导向管的轴向与主洞的轴线方向之间具有1～3
°
的仰角。
[0035]一些实施例中，在第二端开始排水时，泵站停止工作。
[0036]本专利技术提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，通过将倒U型管道的第一端伸入斜井内的液面之下，第二端设置为低于第一端的位置高度，从而形成一条虹吸通道，关闭截止阀后能够通过泵站从斜井向倒U型管道内抽满水，然后开启截止阀，利用虹吸效应将斜井内的水从第二端排出，排水过程不受泵站功率的制约，排水效率高，同时随着斜井内的即时液面的下降，在第一端露出后通过加长倒U型管道以使第一端能够重新伸入即时液面之下，且第二端保持低于第一端的状态，直至将斜井内的水排放至达到第一目标液面高度，从而使主洞内的水压达到安全泄水作业标准，即可通过主洞打孔泄水或其它方式进行排水，由于泵站的作用仅在于将倒U型管道内排满水后形成虹吸效应，因此对于泵站的功率要求低，无需安装大型的泵站及额外的电力设施，从而能够大大降低设备成本和运行成本，且排水设
施安装施工难度小，因此安装周期短，从而能够降低隧道涌水现象对于施工周期的影响。
附图说明
[0037]图1为本专利技术实施例提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺的流程框图一；
[0038]图2为本专利技术实施例提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺的流程框图二；
[0039]图3为本专利技术实施例提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺的流程框图三；
[0040]图4为本专利技术实施例提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺的流程框图四；
[0041]图5为本专利技术实施例提供的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺的施工结构示意图；
[0042]图6为本专利技术实施例所采用的倒U型管道的结构示意图；
[0043]图7为本专利技术实施例提供的特长富水岩溶隧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101，安装倒U型管道，所述倒U型管道的第一端伸入斜井的液面之下，第二端由所述斜井的外部向下延伸至低于所述第一端的高度位置，所述第二端设有截止阀；步骤S102，安装泵站，所述泵站的进水端伸入所述斜井的液面之下，排水端与所述倒U型管道连通；步骤S103，关闭所述截止阀，并开启所述泵站将所述倒U型管道内抽满水；步骤S104，开启所述截止阀，所述斜井内的水在虹吸效应下由所述第二端排出；步骤S105，随着所述斜井内的液面高度下降，通过加长所述倒U型管道并对所述第一端和所述第二端的位置进行调整，使所述第一端始终处于所述斜井的即时液面之下，且所述第二端始终低于所述第一端的高度位置，直至将所述斜井内的水排放至第一目标液面高度。2.如权利要求1所述的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，其特征在于，所述倒U型管道包括：入水段，一端作为所述第一端伸入所述斜井的液面之下，另一端延伸至所述斜井的顶端口部；排水段，一端作为所述第二端固定在岩壁上，另一端向上延伸至所述斜井的顶端口部；过渡段，为中部向上弯曲的弧形，所述过渡段固定在所述斜井的顶端口部侧方的岩壁上，一端与所述入水段的延伸端对接，另一端与所述排水段的延伸端对接；其中，所述过渡段的管壁上设有泄压阀，在所述泵站向所述倒U型管道内抽水时，所述泄压阀开启，在所述第二端排水时，所述泄压阀关闭。3.如权利要求2所述的特长富水岩溶隧道斜井降排水施工工艺，其特征在于，所述步骤S105包括以下步骤：步骤S1051，在所述即时液面下降至露出所述第一端时，在所述入水段与所述过渡段之间加装入水延长段，使所述第一端伸入所述即时液面之下；步骤S1052，在所述排水段与所述过渡段之间或所述第二端加装排水延长段，使所述第二端的高度位置低于所述第一端的高度位置；步骤S1053，关闭所述截止阀并开启所述泄压阀，通过所述泵站将所述倒U型管道内重新抽满水；步骤S1054，关闭所述泄压阀并开启所述截止阀由所述第二端进行排水；步骤S1055，重复所述步骤S1051至所述步骤S1054，直至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李芒原，寇小勇，郎志军，郜现磊，黄林超，郭鹏，李国琛，张炜，杨国翔，任兴霖，
申请(专利权)人：中建七局第一建筑有限公司，
类型：发明
国别省市：