[發明專利]富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法

有效

• 申請號: 202110976084.2
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113565566B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 琚國全;趙萬強;譚永杰;鄭長青;楊云;陳偉;張海波;張志強;許鵬;粟威;岳建楠;杜宇本;汪輝武;辜英晗;王李
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02;E21D11/10;F42D3/04
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 溫國杰;何強

1.富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、探測富水復合地層(102)的位置，計算掌子面(101)至富水復合地層(102)的最小安全距離；

S2、當掌子面(101)到富水復合地層(102)的實際距離大于最小安全距離時，在掌子面(101)的中上部鉆設交錯布置的炸藥孔(103)和容積補償孔(104)；所述炸藥孔(103)和容積補償孔(104)均沿掌子面(101)至富水復合地層(102)的方向延伸；所述炸藥孔(103)和容積補償孔(104)的深度均小于掌子面(101)到富水復合地層(102)的實際距離；

S3、在每個炸藥孔(103)的底部裝設炸藥(105)；然后起爆炸藥(105)，以在巖體內形成將富水復合地層(102)、炸藥孔(103)和容積補償孔(104)相互連通的炮振裂隙(106)；然后通過炸藥孔(103)和容積補償孔(104)將富水復合地層(102)內的地下水排走；

所述炸藥孔(103)內裝設炸藥(105)的線裝藥密度按公式(1)計算：

其中，q₁為線裝藥密度，單位是kg/m；σ_c為巖石的單軸抗壓強度，單位是MPa；a為相鄰孔之間的間距，單位是m；d_b為炸藥孔的直徑，單位是m；

S4、當炸藥孔(103)或容積補償孔(104)內的排水量小于10m³/h后，將所有炸藥孔(103)和容積補償孔(104)注漿加固；

S5、當所有炸藥孔(103)和容積補償孔(104)注漿加固完成后，從掌子面(101)處進行隧道洞身的開挖作業。

2.根據權利要求1所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，所述炸藥孔(103)的底部到富水復合地層(102)的距離為L1；其中，0.2m≤L1≤0.5m；所述炸藥孔(103)內裝設炸藥(105)的長度為L2；其中，4.4×L1≤L2≤10.55×L1。

3.根據權利要求1或2所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，所述炸藥孔(103)和容積補償孔(104)的孔徑相等，且任意相鄰兩孔之間的距離相等。

4.根據權利要求3所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，所述炸藥孔(103)和容積補償孔(104)的孔徑為40-100mm；任意相鄰兩孔之間的距離為孔徑的7-12倍。

5.根據權利要求1或2所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，所述掌子面(101)的邊部到每個炸藥孔(103)的最小距離為0.5m；所述掌子面(101)的邊部到每個容積補償孔(104)的最小距離為0.5m。

6.根據權利要求1或2所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，步驟S2中，所述炸藥孔(103)和容積補償孔(104)沿掌子面(101)至富水復合地層(102)的方向向上傾斜設置。

7.根據權利要求6所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，所述炸藥孔(103)和容積補償孔(104)分別與水平面之間的夾角為β；其中，4°≤β≤8°。

8.根據權利要求1或2所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，步驟S4中，當向某一炸藥孔(103)或容積補償孔(104)注漿時，以未注漿的炸藥孔(103)或容積補償孔(104)有漿液流出作為終止注漿的判斷標準。

9.根據權利要求1所述的富水復合地層疏水降壓穩定掌子面的施工方法，其特征在于，所述掌子面(101)至富水復合地層(102)的最小安全距離按公式(2)計算:

其中，L為掌子面(101)至富水復合地層(102)的最小安全距離，單位是m；σ₃為極限平衡狀態下碎屑流地層對巖盤的側向壓力，單位是Pa；D為隧道洞徑，單位是m；為巖盤處巖體內摩擦角，單位是°；σ₁^′為巖盤處豎向土壓力，單位是Pa；λ^′為巖盤處側壓力系數；c^′為巖盤處巖體內黏聚力，單位是Pa。/