[发明专利]注气驱排岩土体中液体的技术

说明书

本发明为一种注气驱排岩土体中液体的技术，属于岩土工程及工程地质水文地质领域。本发明所称岩土体中的液体一般为地下水。粉细砂、粉土等低渗透性地层地下水的疏干是地下工程、岩土工程中的难题，本发明利用气体在岩土体空隙中运动的阻力明显小于液体的特点、以及可以灵活施加气压、调节压力高低的优势，通过向岩土体中注入气体，驱除一定范围岩土体空隙中的地下水，形成有限范围内地下水疏干状态；本技术结合抽水、排水、注浆等其他方法，可以更好维持局部疏干状态、及改善岩土体的工程性质。本发明主要由（1）钻孔、（2）注气管、（3）封堵段、（4）止水止气段、（5）注气段、（6）止回阀、（7）排水孔组成。

技术领域

本发明为一种注气驱排岩土体中液体的技术，属于岩土工程及工程地质水文地质领域。

背景技术

本发明所称岩土体中的液体一般为地下水。隧道等地下工程、地基基础工程等设计施工中地下水疏排是一个重要的问题，目前常用的办法主要为在地面进行井点降水、基坑明排、在地下工程工作面泄水或钻孔泄水等，均主要为利用地下水在人工等因素影响下、在重力的作用下产生的水力梯度，造成地下水径向等流动来疏排。

对于透水性较好的的地层，上述传统方法疏排速度较快，效果较好，较有利于施工开展，但对水资源浪费较大；对于粉细砂、粉土等地层，由于渗透性较差，一般需要经过长期降水才能达到目的，费用高，浪费大量水资源，工期较长。传统疏排地下水的方法、以及在此基础上的改进方法对于渗透性差的地层，疏排效率低下、降水目的不易达到。

发明内容

本注气驱排岩土体中液体的技术，利用气体在岩土体空隙中运动的阻力明显小于液体的特点、以及注气压力大小人为可调的优势，通过向地层中注入气体，驱除一定范围岩土体空隙中的地下水，形成局部空间地下水疏干状态，并能够结合抽水、排水，保持该疏干状态及扩大疏干范围，或结合注浆改变和提高岩土体的工程性质，为采取进一步工程措施创造条件。

本发明的技术方案是：在地面或者地下洞室工作面施做钻孔，在地层中选定的位置设置注气段，注气段通过注气管、止回阀与加压装置连接，注气段两端或一端设置止水止气段，止水止气段相邻设置封堵段；注气段在止水止气段、封堵段的密闭下，形成一个仅与地层相通、经注气管与加压装置相连通的空间；通过加压装置向地层中施加稳定或脉冲的压力，将气体逐步注入地层空隙中，同时驱排其中的地下水,形成局部岩土体地下水疏干状态；可以通过附近的钻孔等抽出、排出地下水进一步维持疏干状态，或者对已经驱排地下水的范围进行注浆等作业,改变和提高岩土的工程性质。止水止气段为材料经挤压、充气后体积膨胀形成的阻隔水、气沿钻孔流动的段落，封堵段为水泥浆等材料凝固形成的阻隔水、气运动的段落。

本技术发明与传统方法比较，具有疏排时间较短、费用较低、浪费水资源少、较大幅度减少施工周期的优点。

附图说明：

图1为在地面施做钻孔驱排地下水的实施例的基本结构图。

图2为在地下洞室施做钻孔或炮眼驱排地下水的实施例的基本结构图。

图中：（1）钻孔、（2）注气管、（3）封堵段、（4）止水止气段、（5）注气段、（6）止回阀、（7）排水孔、（8）地下洞室、（9）气体进入岩土体空间、（10）地面线、（11）地下水位线、（12）气体加压装置。

具体实施方式

在图1中，气体通过加压装置（12）加压，经注气管(2)、止回阀（6）进入注气段(6)；为防止气体泄漏，在注气段的上下端设置止水止气段(4)，为进一步加强止水止气效果，在止水止气段上部设封堵段（3）；气体通过注气段进入地层空隙，驱排地下水，形成局部疏干状态。

在图2中，气体通过加压装置（12）加压，经注气管（2）进入注气段（3）；为防止气体泄漏，在注气段的后端设置止水止气段（4），为进一步加强止水止气效果，在止水止气段后部设封堵段（5）；气体通过注气段进入地层空隙，驱排地下水，同时地下水通过附近的钻孔或炮眼泄出，形成局部疏干状态。