[实用新型]一种富水黄土隧道降水施工结构

说明书

本实用新型公开了一种富水黄土隧道降水施工结构，包括两列分别布设于所施工隧道左右两侧的降水井，每列降水井均包括多个沿隧道纵向延伸方向由后向前布设的降水井，两列降水井中的降水井呈交错布设；两列降水井之间的间距比所施工隧道的开挖宽度大9m～11m；所施工隧道为穿越土石分界地层且埋深小于30m的隧道。本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，在所施工隧道左右两侧交错布设降水井，并通过降水井将隧道所处土石分界地层的地下水位降低至隧底下方，达到隧道开挖时隧道内无水或少量渗水目的；同时，通过降水井将黄土地层孔隙水与岩层裂隙水排出后，达到二次土体固结的目的，能有效提高岩土自身承载力及稳定性。

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种富水黄土隧道降水施工结构。

背景技术

黄土是指在地质时代中的第四纪期间，以风力搬运的黄色粉土沉积物。黄土湿陷系数(也称湿陷系数)是评价黄土湿陷性的力学参数，指在一定压力下，黄土湿陷系数是指土样浸水前后高度之差与土样原始高度之比。黄土湿陷系数是评价黄土湿陷性的一个重要指标，可由试验直接测出。根据黄土湿陷系数不同，黄土分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土。其中，非湿陷性黄土是指在自重和外部荷载作用下被水浸湿后完全不发生湿陷或黄土湿陷系数＜0.015的黄土。非湿陷性黄土是黄土是在干旱气候条件下形成的特种土，一般为浅黄、灰黄或黄褐色,具有目视可见的大孔和垂直节理。湿陷性黄土是指在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土，属于特殊土，有些杂填土也具有湿陷性，广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。

随着我国大力推行“一带一路”及西部大开发政策，在我国西北地区大量建设交通基础设施，使穿越黄土地层的隧道工程越来越多。黄土地层具有多孔性、垂直节理发育、透水性强和沉陷性等地质特性，在隧道工程施工中易产生掌子面坍塌和初期支护结构大变形等情况。尤其是对穿越土石分界地层的浅埋黄土隧道进行施工时，施工难度更大。土石分界地层是一种上土下岩、软硬不均的特殊地质情况，有着较为特殊的形成机理。在土石分界的地质条件中进行隧道施工，除了土石分界处地层的岩性与分布各不相同外，往往还存在地下水富集区对于分界层的进一步软化作用，以及隧道的浅埋与偏压等因素，围岩会出现变形，应力也会不均衡。一旦实际施工中没有采用与之对应的合理支护措施，或是开挖方法不当，就很有可能造成掌子面前方支护变形，甚至塌陷的严重后果，因而隧道施工坍塌安全风险大，而地下水对不同地质土层坍塌影响至关重要，解决隧道地下水渗涌问题，能够减小隧道开挖坍塌的风险。

目前，国内外对隧道内地下水处理方法主要采用封堵法或降水法。其中，封堵法主要以注浆方式固结隧道开挖面及周边一范围内岩土，达到止水及固结岩土目的，保证开挖安全；并且，实际注浆时，一般多采用洞内帷幕注浆法及地表注浆，该方法加固岩土效果好，能够保证施工安全，但施工时间长，工程量偏大，费用高且进度慢。降水法依据降水深度，含水层地层岩性及渗透性主要有点井降水、管井降水、大口井降水等；其中，点井降水适用于粘性土及砂土，降水深度一般小于20m，降水深度偏小，一般常用于城市地铁降水；管井降水主要适用砂土及碎石土，降水深度为 5m以上；大口井降水适用于砂土及碎石土，降水深度小于20m，工程量较管井数量较大。