[实用新型]一种碎屑流地层大断面隧道突水突泥治理结构

权利要求书

1.一种碎屑流地层大断面隧道突水突泥治理结构，其特征在于：包括对所施工隧道(1)的掌子面进行封堵的掌子面封堵结构、对所施工隧道(1)掌子面前方岩层进行加固的洞周超前加固结构和对所施工隧道(1)掌子面前方岩层内的地下水进行排水的地下水排水结构，所施工隧道(1)呈水平布设且其隧道洞分为上部洞体(1-1)和位于上部洞体(1-1)正下方的下部洞体(1-2)，所述上部洞体(1-1)与下部洞体(1-2)之间的分界面为水平面；所述隧道洞的开挖高度大于10m，所述上部洞体(1-1)的开挖高度为6.5m～8m，所述下部洞体(1-2)的开挖高度为3.5m～4.5m；

所述掌子面封堵结构包括对上部洞体(1-1)的开挖面进行封堵的止浆墙(2)和对下部洞体(1-2)的开挖面进行封堵的下部封堵层(1-4)，所述下部封堵层(1-4)位于下部洞体(1-2)的开挖面后方，所述下部封堵层(1-4)为位于止浆墙(2)下方的未开挖岩层或由对所施工隧道(1)进行开挖过程中产生的渣石回填形成的回填层，所述下部封堵层(1-4)的上表面为水平面且其上表面与所述上部洞体(1-1)的底面呈水平布设；所述止浆墙(2)呈竖直向布设的混凝土墙且其厚度为1.8m～2.5m，所述止浆墙(2)且其横截面形状与上部洞体(1-1)的横截面形状相同，所述止浆墙(2)分为上部墙体和位于所述上部墙体正下方的下部墙体，所述上部墙体的中部高度为h1，其中h1的取值范围为4.5m～5.5m；所述下部墙体后侧设置有上部回填层(3)，所述上部回填层(3)为由对所施工隧道(1)进行开挖过程中产生的渣石回填形成的回填层，所述上部回填层(3)的上表面为水平面；所述下部封堵层(1-4)和上部回填层(3)组成下部封堵结构，所述下部封堵结构的后端面为待封堵面，所述待封堵面为由前向后逐渐向下倾斜的倾斜面；所述待封堵面上设置有一层后部封堵层(4)，所述后部封堵层(4)为向所述待封堵面上喷射一层混凝土后形成的混凝土喷射层；所述上部回填层(3)上部平铺有一层上部封堵层(5)，所述上部封堵层(5)呈水平布设且其上表面与所述下部墙体的上表面相平齐，所述上部封堵层(5)为由一层浇筑于上部回填层(3)上混凝土形成的混凝土层；所述上部封堵层(5)后部与后部封堵层(4)上部连接且二者组成对所述下部封堵结构进行封堵的外部封堵层；

所述洞周超前加固结构为通过四组注浆孔对所施工隧道(1)掌子面前方岩层进行加固后形成的帷幕注浆加固结构，每组所述注浆孔均包括多个帷幕注浆孔(6)，每个所述帷幕注浆孔(6)均为经所述上部墙体由后向前钻进至岩层内的注浆孔；

四组所述注浆孔分别为A组注浆孔、B组注浆孔、C组注浆孔和D组注浆孔，A组注浆孔、B组注浆孔和C组注浆孔中所有帷幕注浆孔(6)的前端均布设于同一隧道横断面上，A组注浆孔、B组注浆孔和C组注浆孔中各帷幕注浆孔(6)前端所处的隧道横断面为注浆前断面(10)，所述注浆前断面(10)与止浆墙(2)后端面之间的水平间距为K1，K1的取值范围为28m～32m；

所述注浆前断面(10)上A组注浆孔中的所有帷幕注浆孔(6)注浆完成后形成外侧注浆加固结构，所述注浆前断面(10)上B组注浆孔中的所有帷幕注浆孔(6)注浆完成后形成中间注浆加固结构，所述注浆前断面(10)上C组注浆孔中的所有帷幕注浆孔(6)注浆完成后形成内侧注浆加固结构；所述外侧注浆加固结构和所述内侧注浆加固结构均为对所施工隧道(1)的周侧围岩进行整体加固的拱形加固结构，所述外侧注浆加固结构和所述中间注浆加固结构连接为一体且二者的横截面形状均与所施工隧道(1)的拱墙横截面形状相同；所述外侧注浆加固结构位于所施工隧道(1)的拱墙开挖轮廓线外侧，所述外侧注浆加固结构的拱顶与所施工隧道(1)拱顶之间的间距为K3，K3的取值范围为4.5m～5.5m；所述内侧注浆加固结构为对上部洞体(1-1)所处区域的岩层进行整体加固的加固结构，所述内侧注浆加固结构与所述中间注浆加固结构连接为一体；

所述D组注浆孔中所有帷幕注浆孔(6)的前端均布设于同一隧道横断面上，D组注浆孔中各帷幕注浆孔(6)前端所处的隧道横断面为注浆中部断面(11)，所述注浆中部断面(11)与止浆墙(2)后端面之间的水平间距为K2，K2的取值范围为16m～18m；

所述注浆中部断面(11)上D组注浆孔中的所有帷幕注浆孔(6)注浆完成后形成中部注浆加固结构，所述中部注浆加固结构为对所施工隧道(1)的周侧围岩进行整体加固的拱形加固结构，所述中部注浆加固结构的横截面形状与所施工隧道(1)的拱墙横截面形状相同；所述中部注浆加固结构位于所施工隧道(1)的拱墙开挖轮廓线外侧，所述中部注浆加固结构的拱顶与所施工隧道(1)拱顶之间的间距为K2；

所述地下水排水结构包括多根由前向后将所施工隧道(1)掌子面前方岩层内的地下水排出的排水管(7)，所述排水管(7)的后端伸出至后部封堵层(4)后方，所述排水管(7)的前端经下部封堵层(1-4)后伸入至下部封堵层(1-4)前方的岩层内；所述下部封堵层(1-4)前方的岩层、后部封堵层(4)和下部封堵层(1-4)内均开有供排水管(7)安装的排水孔。