[发明专利]一种适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置及方法

说明书

本发明涉及一种适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置及方法，包括排水沟和排水管；所述排水沟设置于下台阶处，所述下台阶中沿水平方向设置排水管，所述排水管设置在排水沟的两侧，并与排水沟连通，所述排水管设有进水孔，以收集下台阶中的积水，并通过排水沟汇流排水管中的积水，以便于积水排出。能够在上下台阶法挖掘隧道时，实现下台阶处地层的排水，避免地下水淤积造成下台阶的上表面岩土体软化，避免隧道初期支护失稳坍塌，便于实现隧道的二次砌衬。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置及方法。

背景技术

富水低强度软岩地质多属于粉砂质泥岩，强风化岩层，极为松软，抗压强度极低，黏结力差，极不稳定，且遇水强度大幅度降低。故而富水低强度软岩地层的开挖经常使用上下台阶开挖法，从而减小隧道围岩变形。

发明人了解到，当上台阶开挖完成后，经常有地下水渗漏进入下台阶，淤积在下台阶表层，进而恶化施工环境，进行钢拱架衬砌以实现拱顶支护时，拱脚处在地下水浸泡作用下，岩土体软化，容易造成初期支护失稳坍塌；且富水低强度软岩地层土体软弱，所流失细小颗粒易堵塞排水管道，长期排水效果差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置及方法，能够在上下台阶法挖掘隧道时，使用装配式排水结构装置，实现下台阶处地层的高效排水，避免地下水淤积造成下台阶的上表面岩土体软化，避免隧道初期支护失稳坍塌，为上台阶支护和下台阶开挖提供相应的结构支撑和施工便利。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置，包括：排水沟和排水管；所述排水沟设置于下台阶处，所述下台阶中沿水平方向设置排水管，所述排水管设置在排水沟的两侧，并与排水沟连通，所述排水管设有进水孔，以收集下台阶中的积水，并通过排水沟汇流排水管中的积水。

本发明提供的适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置，能够在上下台阶法挖掘隧道时，实现下台阶处地层的排水，避免地下水淤积造成下台阶的上表面岩土体软化，避免隧道初期支护失稳坍塌，便于实现隧道的二次砌衬。

作为可选择的实施方式，所述排水沟的上端贯穿下台阶的上表面，底面与下台阶的底面平齐。

作为可选择的实施方式，所述排水管的侧壁设有多个进水孔，所述进水孔处设有滤网。

作为可选择的实施方式，所述排水沟与隧道的延伸方向相同。

作为可选择的实施方式，所述排水沟的竖直对称面与隧道中心面重合。

作为可选择的实施方式，所述排水沟与积水池连通，所述积水池设置在隧道底面。

作为可选择的实施方式，所述排水沟中设有支撑结构，所述支撑结构用于排水沟内表面的支撑。

作为可选择的实施方式，所述支撑结构包括支撑排水沟侧壁的侧支撑板和支撑排水沟底壁的底板；所述侧支撑板上方设有盖板，所述侧支撑板、底板、盖板围合形成排水通道。

作为可选择的实施方式，所述排水沟呈倒梯形结构，所述排水沟的侧壁与竖直面呈设定夹角。

第二方面，本发明提供一种适用于富水软岩地层隧道台阶开挖的排水装置的施工方法，包括：

上台阶完成预定进尺后，整平上台阶；

在下台阶中心处开始挖掘排水沟，挖掘深度至下台阶底面；

在排水沟底部铺设底板，在两侧边坡铺设侧支撑板；

沿侧支撑板中的通孔向下台阶中钻孔至设定深度，将排水管插入钻孔中；

对侧支撑板进行支撑并盖上盖板。