一种隧道施工方法与流程

本发明涉及一种隧道施工方法，属于隧道施工技术领域。

背景技术：

全断面隧道掘进机(tunnelboringmachine，简称tbm)包括硬岩tbm和软地tbm，软地tbm一般是指盾构机，因此我们常说的tbm一般是指适合硬岩掘进的隧道掘进机。目前针对复杂地层的山岭隧道，特别是不稳定地层较多的隧道，多采用硬岩tbm进行隧道施工，硬岩tbm是利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩，通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣，落入主机皮带机上向后输送，再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。

对于隧道施工过程中，遇到隧道渗水的情况，一般是进行排水处理，水量较多时，排水时间非常长，将水排完之后继续施工，导致施工周期变长。但是随着隧道建设的推进，隧道建设的地质条件越来越恶劣。例如：高寒地区的地质条件，隧道埋深大，隧道长度较长，一般规模较大，并且存在大量导通上部水体和冰湖的导水断层，施工过程中通过排水处理无法将水排完，如果强行继续施工的话，隧道会出现漏水的情况，而且如果遇到导水断层的揭露，极有可能发生导水断层涌泥突水、甚至出现淹没隧道的大量级工程事故，后果不堪设想。

因此，需要提出一种治理导水断层的隧道施工技术方案，既能够保证施工的安全，又能够快速的通过导水断层。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种隧道施工方法，为治理导水断层的隧道施工提出一种行之有效的技术方案。

为实现上述目的，本申请提出了一种隧道施工方法的技术方案，包括以下步骤：

1)主隧道施工时，探测前方的地质情况；

2)探测到有水后，在主隧道周边开发第一小导管隧道，通过第一排水口进行排水操作；

3)排水过程中，判断水压的大小，若排水设定时间后，水压下降到设定阈值，则继续排水，待水压满足施工要求后，进入步骤5)；若排水设定时间后，水压未下降到设定阈值，则遇到导水断层，进入步骤4)；

4)在第一小导管隧道的上方开发第二小导管隧道，通过第二排水口进行排水操作；然后通过第二排水口进行注浆，将第一排水口和第二排水口之间的导水断层进行封堵；

5)进行注浆，加固围岩；

6)围岩加固后，tbm低速通过。

本发明的隧道施工方法的技术方案的有益效果是：本发明通过第一排水口的排水情况确定是否遇到导水断层，如果排水设定时间后，水压下降到设定阈值，则说明并没有遇到有水源的导水断层，通过继续排水，可以将水排完，待水压满足施工条件时，注浆加固围岩，使得tbm安全通过；如果排水设定时间后，水压并没有下降到设定阈值，则说明遇到导水断层，通过第二排水口实施注浆操作，对导水断层进行封堵操作，封堵完成后，注浆加固围岩，使得tbm安全通过。本发明为遇到导水断层的隧道施工提出了一种有效的方案，保证在地质恶劣的环境下可以安全的进行隧道施工。

进一步的，为了更加明确的确定封堵结束的时间，通过第二排水口进行注浆作业时，第一排水口持续进行排水处理。

进一步的，为了加快排水速度，所述步骤1)中，通过超前探测设备探测前方的地质情况。

进一步的，所述第一小导管隧道处于主隧道的上方，与主隧道平行。

进一步的，设定时间为24h。

附图说明

图1是本发明隧道施工方法的施工示意图；

图2是本发明施工示意放大图；

图3是本发明隧道施工方法的流程图；

图中：1为超前探测设备、2为第一小导管隧道、3为第一超前钻探作业洞室、4为第二小导管隧道、5为第二超前钻探作业洞室、6为导水断层、7为第一超前钻探通道、8为第二超前钻探通道、9为主隧道、10为第一排水口、11为第二排水口。

具体实施方式

隧道施工方法实施例：

本发明的主要构思在于，为治理隧道施工时的导水断层，本发明在tbm施工过程中严格执行“有掘必探，先探后掘”施工顺序：首先，探测有水后，在主隧道附近开发第一小导管隧道，第一排水口进行排水操作，通过排水情况确定是否遇到导水断层；其次，遇到导水断层后，在第一小导管隧道的上方开发第二小导管隧道，通过第二排水口进行排水操作；然后通过第二排水口进行注浆，将第一排水口和第二排水口之间的导水断层进行封堵；最后，在进行注浆加固围岩，进而使得tbm安全的通过导水断层。

以下以川藏铁路隧道施工为例对本发明的隧道施工方法进行详细描述。

川藏铁路所处的地质断面如图1、2所示，主隧道部分穿越的断层中存在连通上部水体或者冰湖的导水断层6，具体的隧道施工方法，如图3所示，包括以下步骤：

1)通过tbm对主隧道9进行施工时，通过超前探测设备1对前方的地质情况进行预报，确定是否有水，在没有遇到水的情况下，继续向前施工。

2)当遇到有水时，在主隧道9的上方开发与主隧道9平行的第一小导管隧道2，第一小导管隧道2连通一个第一超前钻探作业洞室3，对该小导管隧道进行超前钻探，形成第一超前钻探通道7，当第一超前钻探通道7钻遇到水后，通过第一排水口10进行排水处理。

3)排水过程中，检测水压，若排水24h后，水压下降到设定阈值，则继续排水，待水压下降到满足施工要求时，进入步骤6)；若排水24h后，水压未下降到设定阈值，则确定遇到导水断层6，进入步骤4)。

4)在第一超前钻探作业洞室3中进行斜向上的隧道挖掘，形成第二小导管隧道4，第二小导管隧道4连通一个第二超前钻探作业洞室5，通过第二超前钻探作业洞室5向着导水断层6的方向进行超前钻探，形成第二超前钻探通道8，当第二超前钻探通道8与导水断层6导通后，通过第二排水口11进行排水处理，通过第一排水口10和第二排水口11的位置，确定导水断层6的延伸方向(也即导水断层6裂隙连通方向)。

5)第二排水口11排水后，通过第二排水口11进行注浆作业，实现第一排水口10和第二排水口11之间的导水断层6进行封堵，第二排水口11进行注浆的同时，第一排水口10继续排水，待第一排水口10排出泥浆后，封堵结束。

6)封堵后，进行注浆加固围岩。

7)围岩加固后，tbm低速通过。

上述实施例中，为了更加明确的确定封堵结束的时间，第二排水口11进行注浆的同时，第一排水口10继续排水，作为其他实施方式，第二排水口11进行注浆时，第一排水口10也可以不排水，通过经验确定注浆时间，实现导水断层6的封堵即可。

上述实施例中，为了加快排水速度，第一小导管隧道2与主隧道9的方向平行，作为其他实施方式，在不考虑排水时间的情况下，第一小导管隧道2也可以沿其他方式钻探，能够实现排水操作即可。

上述实施例中，结合排水的实际情况，水压判定的设定时间为24h，当然，该时间可以根据实际情况进行改动，本发明不做限制。

本发明通过遇到水后，实施排水操作，根据排水情况确定是否遇到导水断层6，未遇到导水断层6时，继续排水即可，遇到导水断层6时，对导水断层6进行封堵，保证tbm安全的通过。本发明设计了一种隧道施工方法，针对复杂山岭隧道，难以开展大规模堵水排水作业的隧道工程，具有省时、省力、标准化的过导水断层6的效果。