[发明专利]一种隧道涌水处治结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道涌水处治结构及其施工方法。

背景技术

隧道建设受各种不利地质灾害影响，其中突水、涌水是富水区域隧道施工经常出现的问题。隧道长期涌水会产生破坏生态环境，导致施工条件恶化、威胁隧道运营期衬砌安全等问题，严重的甚至会诱发工程地质灾害，因此研究隧道涌水治理具有一定的现实意义。

传统隧道涌水处治采用封堵法和排水法。传统封堵法虽然能堵住涌水，但是水流易扩散乱窜造成不可控的水灾变，且涌水易造成隧道围岩中细小颗粒外流，破碎围岩结构局部脱空与垮塌，而封堵造成的水压升高会威胁衬砌稳定性，影响隧道施工和运营期的安全；排水法防水板的与衬砌预留排水管施工阻力较大，且涌水对隧道施工环境有所影响，增加施工难度。在这种情况下，迫切地需求一种能够有效堵水并能将涌水造成的影响限定在可控范围，同时不影响隧道施工环境的处治结构及施工方法。

发明内容

为了克服现有隧道涌水处治技术无法控制封堵后水流扩散乱窜，进而造成不可控的水灾变，因此无法从根本上解决隧道涌水问题，存在大量安全隐患；二是传统施工方法在封堵时不在水头处设置过滤装置，使得隧道围岩中的细小颗粒外流，造成破碎围岩结构的局部脱空与垮塌，破坏边墙支撑，影响隧道涌水处及其周边稳定性的不足，本发明旨在提供一种隧道涌水处治结构及其施工方法，该涌水处治结构可将涌水顺利导出，保证隧道结构的稳定性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种隧道涌水处治结构，其结构特点是，包括引导隔水装置；防止水流扩散的该引导隔水装置的进水端设置在隧道涌水水头处，出水端设置在仰拱面上；在以涌水处为中心环向布置有多排注浆管组，每排注浆管组的长度方向与涌水水流方向一致。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

为了防止涌水将涌水作业面处的泥沙带走，防止涌水作业面坍塌，所述引导隔水装置的出水端周向设有过滤层。

为了进一步地提高注浆管与围岩的连接强度，每排注浆管组包括多根注浆管，每根注浆管上均设有注浆孔。

所述注浆管朝向涌水水头的一端呈锥状，便于注浆管插入到注浆管孔内。

进一步地，所述水流引导隔水装置为具有过水通道的管状结构，如涵管等。

作为一种具体的结构形式，所述过滤层为碎石过滤层。

本发明的另一个目的是提供一种如上所述隧道涌水处治结构的施工方法，其包括如下步骤：

1）涌水作业面处理：清除作业面周边破碎围岩；

2）涌水水头隔离；将水流引导隔水装置的进水端设置在涌水水头位置；

3）换填碎石；在水流引导隔水装置的出水端周向设置过滤层；

4）封闭仰拱；将仰拱和顶面支撑拱安装在隧道内，并封闭成环；

5）在以涌水处为中心环向钻多个注浆管孔，并将注浆管插入注浆管孔内。

对于涌水处处于软弱围岩岩层的情形，注浆管插入注浆管孔内，然后通过注浆管的注浆孔注浆，将注浆管与围岩连接在一起。向注浆孔注浆的浆料为水泥水玻璃双液浆，可以快速凝固，实现对围岩涌水处的加固。

为了保证涌水作业面的作业安全，防止渗水造成作业面坍塌，应清除作业面周边破碎围岩，当破碎围岩较多时,则采用混凝土对围岩的涌水作业面进行封闭处理，涌水作业面的混凝土厚度至少为10cm。

在将水流引导隔水装置的进水端设置在涌水水头位置之前，用水泵抽取涌水处积水，直至涌水水头曝露，溶洞内积水排除。

以下以一种具体的例子对本发明作进一步的描述：

所述隧道涌水处治结构包括了设于涌水处的水流引导隔水装置和碎石过滤装置。水流引导隔水装置是用大型涵管等筒状结构物埋入水头位置，防止水流扩散周围，使水头向我们预设的方向经过；碎石过滤装置是在水流引导隔水装置周边换填级配良好的碎石等，滤过泥沙防止隧道围岩形成空洞破坏边墙支撑，并在墙角处软基换填浇灌混凝土；施工仰拱初支封闭成环以控制沉降；拱脚及仰拱底部涌水、渗水处，采取局部径向注浆堵水处理，以涌水处为中心环向布置并从仰拱面水平插入的多排注浆管组，每排注浆管组包括若干根注浆管，以保证隧道涌水处及其周边围岩稳定。

本发明上述的水流引导隔水装置的特点是：利用涵管等大型筒状结构物顺着水流来时的方向插入围岩中，将涌水置于筒内，使得水头只能通过涵管向我们预设的方向经过。因此，杜绝了水流随意扩散乱窜造成不可控水灾变的可能。