[發明專利]一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202011620062.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112855261A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 孔維秋;李勇;聶利超;吳冠男;汪志恒;王琛;戴峰;王川;王凱;馬川義
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02;G01V3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發明公開了一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水裝置、系統及方法，其技術方案為：包括排水管道，所述排水管道一端連接鉆頭，鉆頭開設有用于水體從水源區域流入的出水口，排水管道另一端用于將水體排出。本發明能夠在TBM開挖過程中，利用隧道激發極化探測儀探明水源規模和空間位置后，通過帶有鉆頭和出水口的排水管道排出，提前解決可能出現的突水災害。

技術領域

本發明涉及隧道技術領域，尤其涉及一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水裝置、系統及方法。

背景技術

TBM(全斷面隧道掘進機)施工具有掘進污染小、掘進效果好、掘進效率高、掘進較為安全等諸多優勢，當下采用TBM施工的隧道越來越多。隧道在富水地層條件下施工經常遭遇突水等不良地質災害，會出現損壞機器甚至人員傷亡的情況，帶來嚴重的經濟損失，現已成為制約隧道安全施工的關鍵因素。激發極化法借助對水體的敏感反應，可以提前探明突涌水災害源的規模和空間位置，在隧道工程中發揮著重要作用。

一般情況下，隧道工程的排水系統由縱向排水盲溝、橫向排水盲溝、環向排水盲溝及排水暗溝組成，排水過程中水體會經流排水管道，長期使用會導致鈣質巖、碳酸鹽等結晶阻塞，導致隧道外部水壓增大，影響支護結構抗力，且設置在襯砌內部的排水管，亦不方便維修。所以在隧道工程進行是及時做好提前排水尤為重要，激發極化法可以提前探明突涌水災害源的規模和空間位置，而當前隧道排水的一般都會采用“以排為主，排堵結合”的原則，所以當下需要一種可靠且有效的隧道工程提前排水方法。

綜上所述，目前的排水系統仍然是以隧道內部設置排水通道為主，但是并沒有一個可以結合TBM進行提前且有效排水的裝置。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水裝置、系統及方法，能夠在TBM開挖過程中，利用隧道激發極化探測儀探明水源規模和空間位置后，通過帶有鉆頭和出水口的排水管道排出，提前解決可能出現的突水災害。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水裝置，包括排水管道，所述排水管道一端連接鉆頭，鉆頭開設有用于水體從水源區域流入的出水口，排水管道另一端用于將水體排出。

作為進一步的實現方式，所述鉆頭內部為空腔，鉆頭周向開設多個與所述空腔連通的出水口。

作為進一步的實現方式，所述出水口邊緣打磨光滑。

第二方面，本發明實施例還提供了一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水系統，包括所述的排水裝置。

作為進一步的實現方式，所述排水管道穿過刀盤與動力裝置相連，多個排水管道沿刀盤周向均勻分布。

作為進一步的實現方式，所述排水管道設置兩個。

作為進一步的實現方式，排水系統工作時，排水管道斷開與動力裝置的連接，并與軟管相連。

作為進一步的實現方式，所述刀盤與主軸承剛性連接，刀盤表面分布有若干激發極化電極和刀片。

第三方面，本發明實施例還提供了一種適用于TBM隧道激發極化儀的排水方法，采用所述的排水系統，包括：

鉆頭在動力裝置的作用下在隧道掌子面進行鉆孔，鉆頭進入水源區域后，停止動力裝置；將排水管道與軟管相連，水體通過出水口進入排水管道，并通過軟管引入排水溝或者盲溝。

作為進一步的實現方式，排水過程中可通過激發極化電極對水源剩余水量進行實時監測。

上述本發明的實施例的有益效果如下：