[发明专利]一种采用逐层排水方法的明槽段施工系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用逐层排水方法的明槽段施工系统及方法，其系统包括：沿挖掘方向依次布置的各施工平台，施工平台沿水平径向方向呈顶宽底窄的梯形结构，各施工平台的布置高度逐次降低以构成台阶式的层级平台结构，且各施工平台上皆布置有供明槽段排水的多管自吸泵排水系统，沿挖掘入口到目标深度间形成倾斜面结构并构成明槽段，所述明槽段包括多个与层级平台结构数量相同且沿铅垂方向依序施工的施工层。本发明的明槽段施工用降级排水施工系统及方法的核心思路是通过在开挖过程中特殊的施工措施阻断明槽开挖的外围水流，该施工措施包括逐级排水以及逐级开挖，直至最终到达设计开挖尺寸，最终有效的控制了明槽开外范围内沙层的含水量。

技术领域

本发明涉及明槽段施工技术领域，具体涉及一种采用逐层排水方法的明槽段施工系统及方法。

背景技术

目前地区部分矿井多采用斜井开拓方式，且矿井多处于沙漠地带，明槽段处于含水沙层中，施工排水常采用集中降水法或施工降水井法。

实际施工过程中，工作人员逐渐发现：传统的集中降水法或施工降水井法在排水过程中，由于部分地区明槽段的砂层组极为松散，固结能力差，透水性强，压缩性能大，强度低，稳定性交叉，使得明槽施工的质量较差，施工过程中常常出现大面积明槽段沙层坍塌现象，使得实际施工较为困难。为改进明槽段施工降水方法，提高明槽施工质量，本发明人经过考察论证、技术创新，设计了明槽段施工用逐级排水施工系统及方法，以便于尽可能的提升明槽段施工质量。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种采用逐层排水方法的明槽段施工系统及方法，通过在明槽段施工过程中进行逐层排水的方式逐层开挖，以达到降水固沙的目的，从而提升了明槽施工的质量，确保明槽段施工的低成本、快速度、保质保安全的到达。

为了实现上述目的，本发明采用的一种采用逐层排水方法的明槽段施工系统，包括：沿挖掘方向依次布置的各施工平台，施工平台沿水平径向方向呈顶宽底窄的梯形结构，各施工平台的布置高度逐次降低以构成台阶式的层级平台结构，且各施工平台上皆布置有供明槽段排水的多管自吸泵排水系统，挖掘入口位于最顶层的施工平台的窄边上，沿挖掘入口到目标深度间形成倾斜面结构并构成明槽段，所述明槽段包括多个与层级平台结构数量相同且沿铅垂方向依序施工的施工层。即在该系统中：同一层的施工平台构建、多管自吸泵排水系统排水以及明槽段施工构成一个施工层，并实现明槽段施工的分层进行，使得施工队伍可沿挖掘方向逐个完成各个施工层，本发明挖掘后形成的明槽段的外侧具有通过层级平台结构以及多管自吸泵排水系统构成的降水漏斗圈，该降水漏斗圈通过逐层阻断明槽段的外围水流，相较于传统的采用集中降水法的明槽段施工而言，本发明可以有效的分层级控制明槽段外侧沙层的含水量，有效的避免边帮勇沙坍塌的情况发生，明显改善了明槽段的施工环境。

作为上述方案的进一步优化，多管自吸泵排水系统包括逐层横向呈梯形结构布置的多个多管自吸泵，一个多管自吸泵通过分管器连接有多个深入施工平台下方含水沙层的吸排水管，所有多管自吸泵的输出端通过排水管将水排在同一个排水组件内。通过将多个多管自吸泵连接在一个排水组件上，以实现所有多管自吸泵的同时工作，以便于实现明槽段外侧含水沙层的连续不断排水。

作为上述方案的进一步优化，所述多管自吸泵排水系统还包括开设于施工平台上且便于实时观测水位观测井内液面高度的水位观测井。以便于通过水位观测井观测多管自吸泵的降水效果，若达到开挖降水深度要求，即可进行明槽开挖；反之，可在适当位置增加多管自吸泵的数量，以提高降水效果，确保明槽段施工的顺利进行。

作为上述方案的进一步优化，各层施工平台上皆预留有操作空间，所述操作空间上设置有挡沙桩。以避免该层施工平台上方边坡上的流沙涌入明槽段的槽底。