專利名稱：一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及隧道施工地質(zhì)災(zāi)害處治領(lǐng)域，具體為一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在巖溶地區(qū)建設(shè)隧道，碰到的首要地質(zhì)災(zāi)害便是突泥涌水，國內(nèi)外地下工程界為此付出過慘痛的代價(jià)。這是由于巖溶地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特殊，地形呈凹陷狀，圍巖裂隙、溶隙發(fā)育，隧道處在巖溶蓄水構(gòu)造中，與地表水連通性好，隧道施工或運(yùn)營過程中發(fā)生突泥涌水，與自然降雨有很大關(guān)系。目前大多采用“地表整治與洞內(nèi)堵水相結(jié)合”的治理方案，對(duì)洞頂?shù)乇韺?shí)施河道鋪砌，對(duì)斜(豎)井井身及洞口地表進(jìn)行注漿堵水，取得了明顯的成效。但是，上述治理方案，僅僅保證了施工順利，在實(shí)施正洞襯砌后，又出現(xiàn)新的問題:隧道工程未施工前，原來的巖溶孔道已形成天然的通道，二次襯砌完成后，原有的排泄通道被隔斷，巖溶孔道內(nèi)的涌泥涌砂將縱橫向排水管、檢查孔、檢查井等排水系統(tǒng)淤塞或封堵，涌泥突水無法排泄，導(dǎo)致巖溶水在二次襯砌背后聚集，形成了承壓水，襯砌砼便在地下水的作用下局部出現(xiàn)開裂、位移等現(xiàn)象，進(jìn)而危害隧道結(jié)構(gòu)安全，無法保障正常運(yùn)營。因此，維持水的排放或維持水的自然通道暢通是解決問題的關(guān)鍵。國內(nèi)外巖溶隧道，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和正常運(yùn)營，往往采用修筑泄水洞的辦法由洞內(nèi)向洞外低標(biāo)高處排泄涌泥積水，雖然達(dá)到了目的，但明顯存在諸多弊端——施工周期較長(zhǎng)、建設(shè)成本偏高、環(huán)保負(fù)面影響大等弊端。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有巖溶隧道發(fā)生突泥涌水后采用現(xiàn)有方法存在施工周期長(zhǎng)、成本高、處理效果不好等問題，提供一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新 是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)平行設(shè)置的隧道主洞，以及位于兩個(gè)隧道主洞之間并且與其貫通的車行橫洞、人行橫洞及臨時(shí)施工通道，本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于還包含間隔設(shè)置于兩個(gè)隧道主洞中間、低于隧道主洞設(shè)計(jì)標(biāo)高的泄水沉沙池，每個(gè)泄水沉沙池的兩端分別與相應(yīng)的車行橫洞和臨時(shí)施工通道連通，每個(gè)泄水沉沙池下游設(shè)有反坡式出沙通道，泄水沉沙池上游設(shè)有施工通道，沿泄水沉沙池內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置發(fā)散狀泄水減壓鉆孔。采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將作用于主洞襯砌外的承壓水通過發(fā)散狀泄水減壓鉆孔吸引至泄水沉沙池內(nèi)，給地下水以出路，以形成新的地下水循環(huán)，從而大大緩解或抵消了巖溶涌泥突水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)形成的危害，同時(shí)泄水沉沙池上部積水利用自然坡降流入隧道主洞排水系統(tǒng)的中心水溝，池中泥沙待上部積水抽干后，在枯水季節(jié)用出渣機(jī)械清理下部淤積的泥沙，經(jīng)反坡式出沙通道由汽車裝卸至規(guī)定棄碴場(chǎng)，此外將泄水沉沙池設(shè)置于既有的車行橫洞和臨時(shí)施工通道之間，依托既有隧道的橫洞而布設(shè)，既有利于施工工作面拓展，又節(jié)約了建設(shè)成本、加快了施工進(jìn)度。所述的泄水沉沙池與其上游的反坡式出沙通道及下游的施工通道在縱斷面上呈凹形，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既有利于排泄隧道襯砌外的巖溶孔道中泥沙，也利于地下水的集中排放，而且施工方便。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述沉沙洞池作為國內(nèi)隧道中首先啟用的結(jié)構(gòu)措施，對(duì)涌泥涌砂治理及隧道按期通車起到了明顯作用，主要從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)了其優(yōu)越性:從工期方面看:本結(jié)構(gòu)施工長(zhǎng)度較短，施工工期短，保證了隧道主洞按期通車，如若采用泄水洞排水，泄水洞設(shè)計(jì)長(zhǎng)度要在6.3km左右，需要的施工時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沉沙洞室施工時(shí)間，對(duì)主隧道的按期通車不能保證；從經(jīng)濟(jì)方面看:沉沙池依既有橫洞布設(shè)，既有利于施工工作面拓展，又節(jié)約了建設(shè)成本、加快了施工進(jìn)度，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于泄水洞，工程投資成倍減少，既使考慮到多年的運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用，也遠(yuǎn)小于泄水洞的一次性施工投入；從技術(shù)方面看:沉沙池長(zhǎng)度小，斷面大，短距離施工優(yōu)勢(shì)明顯，而泄水洞長(zhǎng)度大，斷面小，長(zhǎng)距離施工困難多，所以從工程技術(shù)上看，沉沙洞室要容易的多；從使用效果看:經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，沉沙池投入運(yùn)營以來，地表沒有出現(xiàn)沉降，泄水通道也沒有堵塞，隧道二襯結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變形，說明隧道結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定，保證了隧道運(yùn)營通車的安全；從環(huán)保效益看:泄水洞將泥砂排泄于洞外自然河流中，造成的負(fù)面環(huán)保效應(yīng)不言而喻；而沉沙池將泥砂沉淀于池內(nèi)進(jìn)行集中處理，其環(huán)保效果良好?？傊?，本實(shí)用新型有效的解決了巖溶涌泥突水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)及防排水體系的破壞作用，同時(shí)其實(shí)施過程中具有工期短、投資小、見效快及環(huán)保作用良好等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的推廣價(jià)值和使用價(jià)值，適用于巖溶地區(qū)隧道工程遭受涌泥涌沙危害，或水文地質(zhì)復(fù)雜、地下水對(duì)隧道襯砌形成危害的特長(zhǎng)隧道。

圖1為本實(shí)用新型所述泄水沉沙池及出沙通道、施工通道的縱斷面示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述泄水沉沙洞室與隧道主洞的縱向平面布置圖；圖3為本實(shí)用新型所述泄水沉沙洞室與隧道主洞的橫向平面布置圖及泄水減壓鉆孔分布示意圖；圖中:1-隧道主洞；2_車行橫洞；3_人行橫洞；4_臨時(shí)施工通道；5_泄水沉沙池；6-反坡式出沙通道；7_施工通道；8_泄水減壓鉆孔。
具體實(shí)施方式
一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)，如圖1、2所示，包括兩個(gè)平行設(shè)置的隧道主洞1，以及位于兩個(gè)隧道主洞之間并且與其貫通的車行橫洞2、人行橫洞3及臨時(shí)施工通道4，還包含間隔設(shè)置于兩個(gè)隧道主洞中間、低于隧道主洞設(shè)計(jì)標(biāo)高的泄水沉沙池5，每個(gè)泄水沉沙池的 兩端分別與相應(yīng)的車行橫洞2和臨時(shí)施工通道4連通，此外，位于中間的人行橫洞可作為出水出沙口，也可不作，視涌泥涌水情況定，每個(gè)泄水沉沙池下游設(shè)有反坡式出沙通道6，泄水沉沙池上游設(shè)有施工通道7，如圖3所示，沿泄水沉沙池內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置發(fā)散狀泄水減壓鉆孔8，泄水減壓鉆孔6環(huán)向X縱向間距為2mX4m，鉆孔長(zhǎng)度為10 30m。泄水沉沙池5與其上游的反坡式出沙通道6及下游的施工通道7在縱斷面上呈凹形，泄水沉沙池坡度小于0.3%，其中下游的反坡式出沙通道的坡度為8%、進(jìn)口側(cè)施工通道的坡度為16% 。
權(quán)利要求1.一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)，其特征是包括兩個(gè)平行設(shè)置的隧道主洞(1)，以及位于兩個(gè)隧道主洞之間并且與其貫通的車行橫洞(2)、人行橫洞(3)及臨時(shí)施工通道(4)，其特征是還包含間隔設(shè)置于兩個(gè)隧道主洞中間、低于隧道主洞設(shè)計(jì)標(biāo)高的泄水沉沙池(5)，每個(gè)泄水沉沙池的兩端分別與相應(yīng)的車行橫洞(2)和臨時(shí)施工通道(4)連通，每個(gè)泄水沉沙池下游設(shè)有反坡式出沙通道(6)，泄水沉沙池上游設(shè)有施工通道(7)，沿泄水沉沙池內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置發(fā)散狀泄水減壓鉆孔(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)，其特征是泄水沉沙池(5)與其上游的反坡式出沙通道(6)及下游的施工通道(7)在縱斷面上呈凹形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及隧道施工地質(zhì)災(zāi)害處治領(lǐng)域，具體為一種處治巖溶隧道涌泥突水地質(zhì)災(zāi)害的施工結(jié)構(gòu)，解決采用現(xiàn)有方法存在施工周期長(zhǎng)、成本高等問題，包括兩個(gè)隧道主洞，位于隧道主洞之間且與其貫通的車行橫洞、人行橫洞、臨時(shí)施工通道，還包含間隔設(shè)置于隧道主洞中間、低于隧道主洞設(shè)計(jì)標(biāo)高的泄水沉沙池，每個(gè)泄水沉沙池的兩端分別與相應(yīng)的車行橫洞和臨時(shí)施工通道連通，每個(gè)泄水沉沙池下游設(shè)有反坡式出沙通道，泄水沉沙池上游設(shè)有施工通道，沿泄水沉沙池內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置發(fā)散狀泄水減壓鉆孔，解決了巖溶涌泥突水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)及防排水體系的破壞作用，同時(shí)其實(shí)施過程中具有工期短、投資小、見效快及環(huán)保作用良好等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的推廣價(jià)值和使用價(jià)值。
文檔編號(hào)E21F16/02GK203097902SQ20132010744
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月9日
發(fā)明者胡平, 楊育生, 肖辰裕, 韓定海, 黃元慶, 康辰, 段小平, 曹支才, 朱緒飛 申請(qǐng)人:陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司