专利名称：一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及隧道施工地质灾害处治领域，具体为一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构。
背景技术：
在岩溶地区建设隧道，碰到的首要地质灾害便是突泥涌水，国内外地下工程界为此付出过惨痛的代价。这是由于岩溶地区地质构造特殊，地形呈凹陷状，围岩裂隙、溶隙发育，隧道处在岩溶蓄水构造中，与地表水连通性好，隧道施工或运营过程中发生突泥涌水，与自然降雨有很大关系。目前大多采用“地表整治与洞内堵水相结合”的治理方案，对洞顶地表实施河道铺砌，对斜(竖)井井身及洞口地表进行注浆堵水，取得了明显的成效。但是，上述治理方案，仅仅保证了施工顺利，在实施正洞衬砌后，又出现新的问题:隧道工程未施工前，原来的岩溶孔道已形成天然的通道，二次衬砌完成后，原有的排泄通道被隔断，岩溶孔道内的涌泥涌砂将纵横向排水管、检查孔、检查井等排水系统淤塞或封堵，涌泥突水无法排泄，导致岩溶水在二次衬砌背后聚集，形成了承压水，衬砌砼便在地下水的作用下局部出现开裂、位移等现象，进而危害隧道结构安全，无法保障正常运营。因此，维持水的排放或维持水的自然通道畅通是解决问题的关键。国内外岩溶隧道，为了保证结构稳定和正常运营，往往采用修筑泄水洞的办法由洞内向洞外低标高处排泄涌泥积水，虽然达到了目的，但明显存在诸多弊端——施工周期较长、建设成本偏高、环保负面影响大等弊端。
发明内容本实用新型为了解决现有岩溶隧道发生突泥涌水后采用现有方法存在施工周期长、成本高、处理效果不好等问题，提供一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构。本实用新 是采用如下技术方案实现的:一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构，包括两个平行设置的隧道主洞，以及位于两个隧道主洞之间并且与其贯通的车行横洞、人行横洞及临时施工通道，本实用新型的创新点在于还包含间隔设置于两个隧道主洞中间、低于隧道主洞设计标高的泄水沉沙池，每个泄水沉沙池的两端分别与相应的车行横洞和临时施工通道连通，每个泄水沉沙池下游设有反坡式出沙通道，泄水沉沙池上游设有施工通道，沿泄水沉沙池内壁环向设置发散状泄水减压钻孔。采用本实用新型的结构设计，将作用于主洞衬砌外的承压水通过发散状泄水减压钻孔吸引至泄水沉沙池内，给地下水以出路，以形成新的地下水循环，从而大大缓解或抵消了岩溶涌泥突水对隧道结构形成的危害，同时泄水沉沙池上部积水利用自然坡降流入隧道主洞排水系统的中心水沟，池中泥沙待上部积水抽干后，在枯水季节用出渣机械清理下部淤积的泥沙，经反坡式出沙通道由汽车装卸至规定弃碴场，此外将泄水沉沙池设置于既有的车行横洞和临时施工通道之间，依托既有隧道的横洞而布设，既有利于施工工作面拓展，又节约了建设成本、加快了施工进度。所述的泄水沉沙池与其上游的反坡式出沙通道及下游的施工通道在纵断面上呈凹形，该结构设计既有利于排泄隧道衬砌外的岩溶孔道中泥沙，也利于地下水的集中排放，而且施工方便。与现有技术相比，本实用新型所述沉沙洞池作为国内隧道中首先启用的结构措施，对涌泥涌砂治理及隧道按期通车起到了明显作用，主要从以下几个方面体现了其优越性:从工期方面看:本结构施工长度较短，施工工期短，保证了隧道主洞按期通车，如若采用泄水洞排水，泄水洞设计长度要在6.3km左右，需要的施工时间远远大于沉沙洞室施工时间，对主隧道的按期通车不能保证；从经济方面看:沉沙池依既有横洞布设，既有利于施工工作面拓展，又节约了建设成本、加快了施工进度，其长度远小于泄水洞，工程投资成倍减少，既使考虑到多年的运营维护费用，也远小于泄水洞的一次性施工投入；从技术方面看:沉沙池长度小，断面大，短距离施工优势明显，而泄水洞长度大，断面小，长距离施工困难多，所以从工程技术上看，沉沙洞室要容易的多；从使用效果看:经实践验证，沉沙池投入运营以来，地表没有出现沉降，泄水通道也没有堵塞，隧道二衬结构没有发生变形，说明隧道结构处于稳定，保证了隧道运营通车的安全；从环保效益看:泄水洞将泥砂排泄于洞外自然河流中，造成的负面环保效应不言而喻；而沉沙池将泥砂沉淀于池内进行集中处理，其环保效果良好。总之，本实用新型有效的解决了岩溶涌泥突水对隧道结构及防排水体系的破坏作用，同时其实施过程中具有工期短、投资小、见效快及环保作用良好等优点，具有广泛的推广价值和使用价值，适用于岩溶地区隧道工程遭受涌泥涌沙危害，或水文地质复杂、地下水对隧道衬砌形成危害的特长隧道。
图1为本实用新型所述泄水沉沙池及出沙通道、施工通道的纵断面示意图；图2为本实用新型所述泄水沉沙洞室与隧道主洞的纵向平面布置图；图3为本实用新型所述泄水沉沙洞室与隧道主洞的横向平面布置图及泄水减压钻孔分布示意图；图中:1-隧道主洞；2_车行横洞；3_人行横洞；4_临时施工通道；5_泄水沉沙池；6-反坡式出沙通道；7_施工通道；8_泄水减压钻孔。
具体实施方式
一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构，如图1、2所示，包括两个平行设置的隧道主洞1，以及位于两个隧道主洞之间并且与其贯通的车行横洞2、人行横洞3及临时施工通道4，还包含间隔设置于两个隧道主洞中间、低于隧道主洞设计标高的泄水沉沙池5，每个泄水沉沙池的 两端分别与相应的车行横洞2和临时施工通道4连通，此外，位于中间的人行横洞可作为出水出沙口，也可不作，视涌泥涌水情况定，每个泄水沉沙池下游设有反坡式出沙通道6，泄水沉沙池上游设有施工通道7，如图3所示，沿泄水沉沙池内壁环向设置发散状泄水减压钻孔8，泄水减压钻孔6环向X纵向间距为2mX4m，钻孔长度为10 30m。泄水沉沙池5与其上游的反坡式出沙通道6及下游的施工通道7在纵断面上呈凹形，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为8%、进口侧施工通道的坡度为16% 。
权利要求1.一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构，其特征是包括两个平行设置的隧道主洞(1)，以及位于两个隧道主洞之间并且与其贯通的车行横洞(2)、人行横洞(3)及临时施工通道(4)，其特征是还包含间隔设置于两个隧道主洞中间、低于隧道主洞设计标高的泄水沉沙池(5)，每个泄水沉沙池的两端分别与相应的车行横洞(2)和临时施工通道(4)连通，每个泄水沉沙池下游设有反坡式出沙通道(6)，泄水沉沙池上游设有施工通道(7)，沿泄水沉沙池内壁环向设置发散状泄水减压钻孔(8 )。
2.根据权利要求1所述 一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构，其特征是泄水沉沙池(5)与其上游的反坡式出沙通道(6)及下游的施工通道(7)在纵断面上呈凹形。
专利摘要本实用新型涉及隧道施工地质灾害处治领域，具体为一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构，解决采用现有方法存在施工周期长、成本高等问题，包括两个隧道主洞，位于隧道主洞之间且与其贯通的车行横洞、人行横洞、临时施工通道，还包含间隔设置于隧道主洞中间、低于隧道主洞设计标高的泄水沉沙池，每个泄水沉沙池的两端分别与相应的车行横洞和临时施工通道连通，每个泄水沉沙池下游设有反坡式出沙通道，泄水沉沙池上游设有施工通道，沿泄水沉沙池内壁环向设置发散状泄水减压钻孔，解决了岩溶涌泥突水对隧道结构及防排水体系的破坏作用，同时其实施过程中具有工期短、投资小、见效快及环保作用良好等优点，具有广泛的推广价值和使用价值。
文档编号E21F16/02GK203097902SQ20132010744
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月9日 优先权日2013年3月9日
发明者胡平, 杨育生, 肖辰裕, 韩定海, 黄元庆, 康辰, 段小平, 曹支才, 朱绪飞 申请人:陕西省交通建设集团公司