一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法技术

本发明专利技术公开了一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，包括步骤：一、地面开挖；二、钻探第一钻孔和第二钻孔；三、孔壁加固；四、钻探第三钻孔；五、气囊排气及充填；六、提钻并回填钻孔。本发明专利技术利用钻机驱动钻杆钻头，通过气体收集袋收集有害气体，混凝土储罐存储混凝土，储水罐存储清洗水，在钻杆外套设护筒，在护筒内设置隔板，护筒、钻头和隔板配合形成用于引导有害气体排出的容纳腔，有害气体经导气孔进入容纳腔，再通过导气管排出，同时利用注浆管向有害气体积聚位置输送混凝土，填实空隙，最大限度减轻地铁工程隧道盾构施工中，由有害气体引起的安全隐患，避免地面沉降，确保了地铁施工和运营安全。确保了地铁施工和运营安全。确保了地铁施工和运营安全。

【技术实现步骤摘要】
一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法


[0001]本专利技术属于地铁隧道施工地下有害气体防治
，具体涉及一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法。

技术介绍

[0002]现有城市地铁隧道施工中，针对包含粉质黏土、黏土、泥炭质土、粉土和粉砂质土的地层，往往存在多种有害气体，有害气体以甲烷为主，泥炭质土为主要生气来源，气体主要储存在粉土、粉砂、粉质黏土层，甲烷主要赋存在生气层上方的砂质土与透气性差的粘土间，其中多数游离的甲烷被压缩在粘性土层的凹部，形成气囊，其中，瓦斯在隧道中的释放与聚集将直接威胁盾构施工和运营安全，且针对含多层泥炭土的地层，以往勘察探孔多次发生气体喷发、燃烧现象，严重影响了地铁施工与周边建筑安全。且运用钻探排气也会造成地面上道路沉降，增加了地面交通拥堵或无法通行的负担，因此，现如今缺少一种实施方便快捷的防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，利用钻机驱动钻杆钻头，通过气体收集袋收集有害气体，混凝土储罐存储混凝土，储水罐存储清洗水，在钻杆外套设护筒，在护筒内设置隔板，护筒、钻头和隔板配合形成用于引导有害气体排出的容纳腔，有害气体经导气孔进入容纳腔，再通过导气管排出，同时利用注浆管向有害气体积聚位置输送混凝土，填实空隙，最大限度减轻地铁工程隧道盾构施工中，由有害气体引起的安全隐患，避免地面沉降，确保了地铁施工和运营安全，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0005]步骤一、地面开挖：在气囊的正上方地面上开挖深度为2m到4m的开挖层；
[0006]步骤二、钻探第一钻孔和第二钻孔：利用第一钻杆在开挖层层底中心位置钻探深度为3m到5m的第一钻孔，利用第二钻杆在第一钻孔孔底中心位置钻探深度为4m到8m的第二钻孔；
[0007]第二钻孔的孔径小于第一钻孔的孔径；
[0008]步骤三、孔壁加固:将钻具伸入至第二钻孔孔底中心位置，在钻具与第一钻孔和第二钻孔之间填充支撑填筑体，所述支撑填筑体的顶部高于第一钻孔的孔顶高度；
[0009]所述钻具包括护筒和设置在护筒底部的钻头，护筒内下侧水平设置有隔板，隔板上开设有中心孔以及均位于中心孔外侧的第一旁孔、第二旁孔和第三旁孔，钻杆穿过中心孔与钻头连接，钻杆远离钻头的一端与钻机连接，导气管与第一旁孔连通，钻头内开设有用于安装单向阀的竖向通孔，注浆管穿过第二旁孔与单向阀连通，注水管与第三旁孔连通，护筒、钻头和隔板配合形成用于引导有害气体排出的容纳腔，护筒底部开设有多个导气孔，所
述容纳腔通过第一旁孔与导气管连通；
[0010]所述导气管伸出护筒的一端连接有气体收集袋，注浆管伸出护筒的一端连接有用于存储混凝土的混凝土储罐，注水管伸出护筒的一端连接有储水罐；
[0011]所述导气管伸出护筒的位置安装有排气阀和压力表，注浆管伸出护筒的位置安装有注浆阀，注水管伸出护筒的位置安装有注水阀；
[0012]步骤四、钻探第三钻孔：将排气阀、注浆阀和注水阀关闭，钻机驱动钻杆，钻杆带动钻头钻探第三钻孔，直至钻头伸入至气囊内；
[0013]第三钻孔的孔径小于第二钻孔的孔径；
[0014]步骤五、气囊排气及充填：气囊内的有害气体通过导气孔进入容纳腔，再进入导气管，导气管内压力增大，压力表显示压力值，同时打开排气阀和注浆阀，气体收集袋收集导气管输出的有害气体，混凝土储罐内注浆泵向注浆管泵送混凝土，其中，注浆压力大于压力表显示的压力数据，保证混凝土进入气囊所在位置，当压力表数据减少或降低时，打开注水阀，利用注水管清洗导气孔，避免导气孔堵塞，直至气囊中有害气体排放完毕，并实现气囊的充填；
[0015]步骤六、提钻并回填钻孔：提升钻具，混凝土储罐内注浆泵继续向注浆管泵送混凝土，回填钻孔，气囊内混凝土、第三钻孔内混凝土、第二钻孔内混凝土、第一钻孔内混凝土和支撑填筑体形成混凝土加固体，实现有害气体防治即地层加固，防止道路沉降。
[0016]上述的一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，其特征在于：所述护筒内位于导气孔的位置设置有第一滤网。
[0017]上述的一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，其特征在于：所述第一旁孔内设置有第二滤网。
[0018]上述的一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，其特征在于：所述气体收集袋为FEP特氟龙气体采样袋。
[0019]上述的一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，其特征在于：所述支撑填筑体为碎石支撑填筑体。
[0020]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0021]1、本专利技术利用钻机驱动钻杆钻头，通过气体收集袋收集有害气体，混凝土储罐存储混凝土，储水罐存储清洗水以便清洗导气孔，便于推广使用。
[0022]2、本专利技术钻头内开设有用于安装单向阀的竖向通孔，注浆管穿过第二旁孔与单向阀连通，避免混凝土倒流，达到了提前释放盾构区间有害气体目的，降低了地铁地下盾构施工的安全风险，最大限度缓解了施工与地面交通疏解的矛盾，消除了地面沉降问题，最大限度减轻了地铁工程隧道盾构施工中，由有害气体引起的安全隐患。
[0023]3、本专利技术通过设置护筒护壁，在护筒底部设置钻头，钻杆位于护筒内，在护筒内设置隔板，护筒、钻头和隔板配合形成用于引导有害气体排出的容纳腔，有害气体经导气孔进入容纳腔，再通过导气管排出，同时利用注浆管向有害气体积聚位置输送混凝土，填实空隙，最大限度减轻地铁工程隧道盾构施工中，由有害气体引起的安全隐患，避免地面沉降，通过设置注水管，利用注水管清洗导气孔，避免导气孔堵塞。
[0024]4、本专利技术方法步骤简单，气囊内混凝土、第三钻孔内混凝土、第二钻孔内混凝土、第一钻孔内混凝土和支撑填筑体形成混凝土加固体形成工字形锚固体，有效对地层进行加
固，便于推广使用。
[0025]综上所述，本专利技术利用钻机驱动钻杆钻头，通过气体收集袋收集有害气体，混凝土储罐存储混凝土，储水罐存储清洗水，在钻杆外套设护筒，在护筒内设置隔板，护筒、钻头和隔板配合形成用于引导有害气体排出的容纳腔，有害气体经导气孔进入容纳腔，再通过导气管排出，同时利用注浆管向有害气体积聚位置输送混凝土，填实空隙，最大限度减轻地铁工程隧道盾构施工中，由有害气体引起的安全隐患，避免地面沉降，确保了地铁施工和运营安全，便于推广使用。
[0026]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0027]图1为本专利技术钻具伸入至气囊的实施效果示意图。
[0028]图2为图1的A处放大图。
[0029]图3为本专利技术钻具的结构示意图。
[0030]图4为图3的B
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止道路沉降的地铁隧道施工地下有害气体防治方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、地面开挖：在气囊(22)的正上方地面上开挖深度为2m到4m的开挖层(24)；步骤二、钻探第一钻孔和第二钻孔：利用第一钻杆在开挖层(24)层底中心位置钻探深度为3m到5m的第一钻孔(25)，利用第二钻杆在第一钻孔(25)孔底中心位置钻探深度为4m到8m的第二钻孔(26)；第二钻孔(26)的孔径小于第一钻孔(25)的孔径；步骤三、孔壁加固:将钻具伸入至第二钻孔(26)孔底中心位置，在钻具与第一钻孔(25)和第二钻孔(26)之间填充支撑填筑体(27)，所述支撑填筑体(27)的顶部高于第一钻孔(25)的孔顶高度；所述钻具包括护筒(1)和设置在护筒(1)底部的钻头(2)，护筒(1)内下侧水平设置有隔板(3)，隔板(3)上开设有中心孔(18)以及均位于中心孔(18)外侧的第一旁孔(15)、第二旁孔(16)和第三旁孔(17)，钻杆(4)穿过中心孔(18)与钻头(2)连接，钻杆(4)远离钻头(2)的一端与钻机(30)连接，导气管(5)与第一旁孔(15)连通，钻头(2)内开设有用于安装单向阀(10)的竖向通孔，注浆管(6)穿过第二旁孔(16)与单向阀(10)连通，注水管(7)与第三旁孔(17)连通，护筒(1)、钻头(2)和隔板(3)配合形成用于引导有害气体排出的容纳腔，护筒(1)底部开设有多个导气孔，所述容纳腔通过第一旁孔(15)与导气管(5)连通；所述导气管(5)伸出护筒(1)的一端连接有气体收集袋(28)，注浆管(6)伸出护筒(1)的一端连接有用于存储混凝土(23)的混凝土储罐(29)，注水管(7)伸出护筒(1)的一端连接有储水罐(31)；所述导气管(5)伸出护筒(1)的位置安装有排气阀(11)和压力表(12)，注浆管(6)伸出护筒(1)的位置安装有注浆阀(13)，注水管(7)伸出护筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑克磊，吕岩，李朝成，闫明，乔文件，蔡龙，刘军，郭宇航，严赛，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：