【技术实现步骤摘要】
一种隧道掌子面高压涌水水压及水量快速计算方法
:
[0001]本专利技术属于隧道涌水水压及水量计算
,涉及一种隧道掌子面高压涌水水压及水量快速计算方法,是针对隧道施工开挖过程中对掌子面超前水钻或加深炮孔揭示的高压涌水水压及水量快速计算方法
。
技术介绍
:
[0002]隧道施工开挖过程中遇到富水地段,为探明掌子面前方隧道涌水风险,通常会实施超前水平钻,在实施超前水平钻或加深炮孔时,当超前水平钻或加深炮孔揭示的涌水水压较大时,往往出现高压突涌水,高压突涌水具有压力大
、
喷出距离远
、
流速快
、
水量大
、
危害大的特点,如不及时处理,会造成淹井
、
停工,甚至影响工期,同时对现场施工人员及机械会产生威胁等问题,特别是存在反坡排水的隧道危害更严重
。
因此准确
、
快速
、
便捷地计算出隧道高压涌水量及水压,为掌子面泄水
、
注浆或者是抽排水方案快速决策等提供支撑,以便采取有效的处理措施,化解施工风险
。
[0003]对于高压涌水,目前施工现场主要的手段是在洞口用电磁流量计或者堰箱测量涌水某一段时间总水量,在与前期的相同时间的水量进行对比,计算出差值来估算掌子面的水量,这种方法由于测量需要一定的时间来完成,每天或者每小时的水量需要盯控,往往在一天后或者两天后能得出一个较为合适的水量,不能实现快速掌子面水量计算,若洞口未安装监测设备 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种隧道掌子面高压涌水水压及水量快速计算方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)
首先测量超前水平钻孔的高度,获取超前水平钻钻孔的直径或者测量喷出涌水孔口附近的水柱直径,测量涌水的喷出距离;
(2)
根据喷出距离和水柱高度计算出水流距离,由此计算出高压涌水水柱的喷出的初始流速;
(3)
最后结合钻孔直径,计算出水柱的面积;
(4)
水压计算时根据掌子面只有一个超前水平钻或加深炮孔揭示的高压涌水进行分析,根据计算的高压水流速应用计算涌水压力;
(5)
利用涌水喷出的初始流速乘以水柱面积,计算出隧道超前水平钻高压涌水的水量
。2.
根据权利要求1所述的一种隧道掌子面高压涌水水压及水量快速计算方法,其特征在于:步骤
(2)
中,根据自由落体定律,假设涌水下落一定高度的时间与喷出一定距离的时间相同,同时将炮孔喷出水流近视为三角形,根据喷出距离和水柱高度计算出水流距离,由此计算出高压涌水水柱的喷出的初始流速;其中,
V
i
:高压涌水流速
(m/s)
,
l
i
:喷出距离
(m)
,
h
i
:炮孔高度
(m)
;
3.
根据权利要求1所述的一种隧道掌子面高压涌水水压及水量快速计算方法,其特征在于:步骤
(3)
...
【专利技术属性】
技术研发人员:张晓宇,杜世回,徐正宣,杨青,李其帅,崔雷,王宗旭,李沛,
申请(专利权)人:中铁第一勘察设计院集团有限公司中铁二院工程集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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