CN101182999A - 一种确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法，涉及一种确定隧道中的确定堵水结构厚度的方法。本发明的目的是提供一种能有效确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法。采用的技术方案是：由各技术手段得到围岩注浆堵水圈的内缘半径、地下水水位的高度、围岩的渗透系数、围岩注浆堵水圈的渗透系数、围岩的外缘半径、围岩注浆堵水圈内的地下水排放流量，然后通过计算公式得到围岩的内缘半径，从而由围岩的内缘半径与围岩注浆堵水圈的内缘半径之差即可确定围岩注浆堵水圈的厚度。本发明主要应用于山岭隧道中防排水结构的围岩注浆堵水圈的厚度的确定。

Description

一种确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法

技术领域

本发明涉及一种确定隧道中的确定堵水结构厚度的方法，特别是涉及一种在山岭隧道的防排水结构中如何确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法。

背景技术

现有技术当中，山岭隧道的建设过程需要考虑到其防排水设施的重要作用，如果防排水设施的结构不合理，将造成地下水的大量排放，造成部分隧道地表井泉干枯、工农业生产生活用水缺失、地表沉降、岩溶塌陷、水土流失、土壤沙化等系列环境问题。为了解决此难题，建设者在排水设施中的初期支护的外部采用了一个围岩注浆堵水圈的结构，使得实现对地下水的保护问题得到解决，但是在建设的过程中，如何根据实际情况来确定围岩注浆堵水圈的厚度，是所建围岩注浆堵水圈的结构能否起到应有作用的关键因素。现有技术中还没有一个很好的办法来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的缺点而提出的一种能有效的解决地下水的保护问题以及地下水对防排水设施的作用安全问题的一种围岩注浆堵水圈的厚度的确定方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：一种确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法，包括如下步骤：

a、根据初期支护的外缘确定围岩注浆堵水圈的内缘半径；

b、采用地质勘察测量确定地下水水位的高度；

c、采用地质勘测确定围岩的渗透系数；

d、根据围岩注浆堵水圈的注浆水平测量确定围岩注浆堵水圈的渗透系数；

e、根据地下水水位的高度确定围岩的外缘半径；

f、根据环境保护的要求确定围岩注浆堵水圈内的地下水排放流量；

g、根据上述各步骤所得到的结果，由下列公式得到围岩的内缘半径：

$Q=\frac{{2\mathrm{\πP}}_3}{\frac{{\ln r}_2-{\ln r}_1}{K_1}+\frac{{\ln r}_3-{\ln r}_2}{K_2}}$

式中  r₁为围岩注浆堵水圈的内缘半径；

r₂为围岩的内缘半径；

r₃为围岩的外缘半径；

K₁为围岩注浆堵水圈的渗透系数；

K₂为围岩的渗透系数；

P₃——地下水水位高度；

Q——围岩注浆堵水圈内的地下水排放流量；

h、根据上述步骤得到的围岩的内缘半径，可以得出围岩注浆堵水圈的厚度为B＝r₂-r₁。

本发明在操作的过程中，利用了地下水渗流的基本的特征：

(1)岩体节理裂隙间距远小于隧道直径，岩体与混凝土衬砌为均匀多孔介质，各方向渗透系数相同；

(2)地下水渗流服从达西定律，渗流速度与水力坡度成正比；

(3)地下水水位高度远大于隧道半径，渗流断面近似为圆形的变截面；

(4)流体不可压缩；

(5)地下水为稳定渗流，即地下水水位、流量、速度不随时间变化。

在本发明所述的方法中，围岩注浆堵水圈的内缘半径是根据初期支护的外缘来确定的；地下水水位高度的确定则是采用了地质勘察实测的手段得到；围岩的渗透系数也是采用地质勘察实测的手段确定；围岩注浆堵水圈的渗透系数是根据围岩注浆堵水圈的注浆水平确定；再从地下水水位的高度确定围岩的外缘半径；为充分体现环境保护在项目建设中的重要作用，在考虑环境保护的要求的情况下确定围岩注浆堵水圈内的地下水排放流量；然后通过计算得出围岩的内缘半径，进而可确定围岩注浆堵水圈的厚度。

从本发明的方法特征可以看出，本发明的优点为：简便易行，在工程勘测阶段就可根据实地情况得到结果，根据本方案的方法实施能有效的解决地下水的排放和保护问题以及地下水对排水设施的作用安全问题，且本方案以环境保护的要求为前提，对生态环境的保护非常有利。

附图说明

图1为地下水渗流模型示意图

其中标号：1是初期支护的外缘  2是围岩注浆堵水圈  3是围岩4是围岩注浆堵水圈的内缘半径  5是地下水水位6是围岩的外缘半径  7是围岩的内缘半径

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

优选实施例

如图1所示的模型示意图，本发明采用的方法为：一种确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法，包括如下步骤：

a、根据初期支护的外缘1确定围岩注浆堵水圈2的内缘半径4，即初期支护的外缘1的半径即是围岩注浆堵水圈2的内缘半径4；

b、采用地质勘察测量确定地下水水位5的高度；

c、采用地质勘测确定围岩3的渗透系数；

d、根据围岩注浆堵水圈的注浆水平测量确定围岩注浆堵水圈2的渗透系数；

e、根据地下水水位5的高度确定围岩3的外缘半径6，即地下水水位5的高度即是围岩3的外缘半径6；

f、根据环境保护的要求确定围岩注浆堵水圈2内的地下水排放流量；

g、根据上述各步骤所得到的结果，由下列公式得到围岩3的内缘半径7：

$Q=\frac{{2\mathrm{\πP}}_3}{\frac{{\ln r}_2-{\ln r}_1}{K_1}+\frac{{\ln r}_3-{\ln r}_2}{K_2}}$

式中  r₁为围岩注浆堵水圈的内缘半径；

r₂为围岩的内缘半径；

r₃为围岩的外缘半径；

K₁为围岩注浆堵水圈的渗透系数；

K₂为围岩的渗透系数；

P₃——地下水水位高度；

Q——围岩注浆堵水圈内的地下水排放流量；

h、根据上述步骤得到的围岩3的内缘半径7，可以得出围岩注浆堵水圈2的厚度为B＝r₂-r₁。

Claims (1)

1.一种确定围岩注浆堵水圈的厚度的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、根据初期支护的外缘(1)确定围岩注浆堵水圈(2)的内缘半径(4)；

b、采用地质勘察测量确定地下水水位(5)的高度；

c、采用地质勘测确定围岩(3)的渗透系数；

d、根据围岩注浆堵水圈的注浆水平测量确定围岩注浆堵水圈(2)的渗透系数；

e、根据地下水水位(5)的高度确定围岩(3)的外缘半径(6)；

f、根据环境保护的要求确定围岩注浆堵水圈(2)内的地下水排放流量；

g、根据上述各步骤所得到的结果，由下列公式得到围岩(3)的内缘半径(7)：

$Q=\frac{{2\mathrm{\πP}}_3}{\frac{{\ln r}_2-{\ln r}_1}{K_1}+\frac{{\ln r}_3-{\ln r}_2}{K_2}}$

式中  r₁为围岩注浆堵水圈的内缘半径；

r₂为围岩的内缘半径；

r₃为围岩的外缘半径；

K₁为围岩注浆堵水圈的渗透系数；

K₂为围岩的渗透系数；

P₃——地下水水位高度；

Q——围岩注浆堵水圈内的地下水排放流量；

h、根据上述步骤得到的围岩(3)的内缘半径(7)，可以得出围岩注浆堵水圈(2)的厚度为B＝r₂-r₁。

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