專利名稱：低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用在低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的降水裝置。
背景技術：
目前在隧道施工技術領域，如果遇到低滲透飽和粉細砂地層，開挖時地層因受擾動，容易出現涌水涌砂，從而失穩(wěn)并造成作業(yè)面坍塌。針對這種情況，一般隧道施工前需要對地層進行注漿加固，或采用在掌子面打降水孔進行降水。但在低滲透的粉細砂地層，注漿方法很難有效，掌子面打降水孔降水方法又需要較長時間才能有效，嚴重影響工期。

實用新型內容本實用新型的目的是針對低滲透飽和粉細砂地層或類似地層，提供一種低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，要解決傳統的隧道施工降水工藝效果不佳或周期較長的技術問題。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:包括有降水主管、降水花管和管口水流集中泵送系統，所述降水主管由厚壁鋼管制成，降水主管水平埋在隧道拱底兩側或一側的土體中并且一端位于掌子面后方、另一端位于掌子面前方，降水主管位于掌子面后方的一端與管口水流集中泵送系統連通，降水主管位于掌子面前方的部分的管壁上開有多個降水孔口，降水主管的管壁內側面上焊接連接有與降水孔口連通的外扣管，外扣管上設有內扣悶頭或單向閥，降水主管的管壁外側的土體中設置有降水花管，并且降水花管通過降水孔口與外扣管連通。所述降水主管位于掌子面前方的部分的長度可大于50m。所述降水主管的管徑可為1.5 2m。所述外扣管的長度可為40 60mm。所述降水孔口的直徑和外扣管的管徑的大小一致，均可為80 120mm。所述降水主管可由一節(jié)一節(jié)的厚壁鋼管焊接連接而成，單節(jié)厚壁鋼管的長度規(guī)格可為2 9m。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果:本實用新型是一種應用在隧道施工技術領域中的降水主管降水裝置，是專門針對針對低滲透飽和粉細砂地層或類似地層而設計出來的一種裝置。本實用新型解決了傳統的隧道施工降水工藝效果不佳的問題，并解決了因掌子面多水而造成的施工困難的問題，即有效的改善了掌子面的工作環(huán)境，縮短了隧道施工工期。本實用新型在遇到暗河時也可以成功降水，并且可以使水流集中排放，實現了文明施工。

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以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。圖1是本實用新型埋在隧道拱底的斷面示意圖。圖2是本實用新型一端位于掌子面后方、另一端位于掌子面前方的示意圖。附圖標記:1 一降水主管、2—降水花管、3—管口水流集中泵送系統、4 一內扣悶頭或單向閥、5 —隧道、6 —掌子面、7 —超前支護、8 —初期支護、9 一二次襯砌、10 —外扣管。
具體實施方式
實施例參見圖1、圖2所示，這種低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，包括有降水主管1、降水花管2和管口水流集中泵送系統3。所述降水主管I由厚壁鋼管制成(由一節(jié)一節(jié)的厚壁鋼管焊接連接而成，單節(jié)厚壁鋼管的長度規(guī)格為2 9m)，降水主管I水平埋在隧道拱底兩側的土體中并且一端位于掌子面后方、另一端位于掌子面前方，降水主管位于掌子面后方的一端與管口水流集中泵送系統3連通，降水主管位于掌子面前方的部分的管壁上每隔一定距離沿周向開有多個降水孔口，降水主管I的管壁內側面上焊接連接有與降水孔口連通的外扣管10，外扣管10上設有內扣悶頭或單向閥4，降水主管I的管壁外側的土體中設置有降水花管2，并且降水花管2通過降水孔口與外扣管10連通。降水花管2用來收集地層中的存水。本實施例中，降水主管I位于掌子面前方的部分的長度a為50 IOOm(根據地層特點及施工需要確定)。降水主管I的管徑為1.5 2m。外扣管10的長度為40 60mm。降水孔口的直徑和外扣管10的管徑的大小一致，均為80 120mm。在其它實施例中，降水主管也可以是光埋在隧道拱底其中一側的土體中。本降水裝置是在隧道開挖前，在隧道范圍內或隧道附近，沿隧道方向先采用人工或機械方法頂入一定長度的鋼管，然后在鋼管內進行超前降水，為隧道開挖創(chuàng)造有利條件。所述頂管也有平導的部分功能，如超前揭示隧道前方地層的功能。本實用新型的安裝步驟如下:步驟1:施工場地清理，頂管設備安裝。步驟2:在降水主管上進行降水孔口的加工，將外扣管10焊接在降水主管上并在外扣管10上安裝內扣悶頭或單向閥4。具體來說，施工人員站在降水主管內部，先在降水主管上按設計要求切割出若干個降水孔口(比如OlOSmm的降水孔口)，然后再在管內焊上外扣管10 (比如長度為50mm、直徑為108 mm、管壁厚度為8mm的外扣管),焊接時不要讓外扣管露出降水主管的外壁，以免影響降水主管的頂進，最后再擰上內扣悶頭或單向閥4。步驟3:頂管施工，即按頂管技術要求完成降水主管的頂進。步驟4:封閉頂管機機頭，做好機頭防水。步驟5:施工人員站在降水主管內部，通過降水孔口、在土體上打設降水孔，并在降水孔中安裝降水花管。也就是說，降水主管I設置完成后，每隔一定距離沿降水主管周向打設一定數量和長度的降水花管2。打設降水孔的順序是從機頭位置由內向外。降水孔的打設可用兩種方法。方法一:擰開降水主管內側安裝的外扣管10上的內扣悶頭或單向閥4，先使用坑道鉆機(鉆桿長度為450mm、直徑為89mm)打設降水孔，撤出坑道鉆機的鉆桿后，再將帶濾網的降水花管接尺頂入，并在降水孔中楔入防脫架，最后擰上內扣悶頭或單向閥。方法二:擰開降水主管內側安裝的外扣管10上的內扣悶頭或單向閥4，先使用高壓軟管旋噴噴頭，利用高壓水射流切割擬開挖土體，松散土層后，再將帶濾網的降水花管接尺頂入，并在降水孔中楔入防脫架，最后擰上內扣悶頭或單向閥。步驟6:安裝管口水流集中泵送系統3。使用時，先打開降水主管內側的所有的內扣悶頭或單向閥4，接著啟動管口水流集中泵送系統3，然后水流通過降水花管在降水主管中匯集后，再通過管口水流集中泵送系統3由降水主管管口集中泵送至排水渠。
權利要求1.一種低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:包括有降水主管(I)、降水花管(2)和管口水流集中泵送系統(3)，所述降水主管(I)由厚壁鋼管制成，降水主管(I)水平埋在隧道拱底兩側或一側的土體中并且一端位于掌子面后方、另一端位于掌子面前方，降水主管位于掌子面后方的一端與管口水流集中泵送系統(3)連通，降水主管位于掌子面前方的部分的管壁上開有多個降水孔口，降水主管(I)的管壁內側面上焊接連接有與降水孔口連通的外扣管(10)，外扣管(10)上設有內扣悶頭或單向閥(4)，降水主管(I)的管壁外側的土體中設置有降水花管(2)，并且降水花管(2)通過降水孔口與外扣管(10)連通。
2.根據權利要求1所述的低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:所述降水主管(I)位于掌子面前方的部分的長度(a)大于50m。
3.根據權利要求1所述的低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:所述降水主管(I)的管徑為1.5 2m。
4.根據權利要求1所述的低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:所述外扣管(10)的長度為40 60mm。
5.根據權利要求1所述的低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:所述降水孔口的直徑和外扣管(10)的管徑的大小一致，均為80 120mm。
6.根據權利要求1所述的低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，其特征在于:所述降水主管(I)由一節(jié)一節(jié)的厚壁鋼管焊接連接而成，單節(jié)厚壁鋼管的長度規(guī)格為2 9m。
專利摘要一種低滲透飽和粉細砂地層隧道施工中的頂管降水裝置，包括有降水主管、降水花管和管口水流集中泵送系統，降水主管水平埋在隧道拱底兩側或一側的土體中并且一端位于掌子面后方、另一端位于掌子面前方，降水主管位于掌子面后方的一端與管口水流集中泵送系統連通，降水主管位于掌子面前方的部分的管壁上開有多個降水孔口，降水主管的管壁內側面上焊接連接有與降水孔口連通的外扣管，外扣管上設有內扣悶頭或單向閥，降水主管的管壁外側的土體中設置有降水花管，并且降水花管通過降水孔口與外扣管連通。本裝置解決了傳統的隧道施工降水工藝效果不佳的問題，并有效的解決了因掌子面多水而造成的施工困難的問題，縮短了隧道施工工期。
文檔編號E21F16/02GK203050780SQ20132006509
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權日2013年2月5日
發(fā)明者嚴豐俊, 孫華洲, 張春森 申請人:北京首爾工程技術有限公司