一种隧道溶洞及地下水综合治理构造及施工方法与流程

本发明涉及隧道，特别涉及一种隧道溶洞及地下水综合治理构造及施工方法。

背景技术：

隧道开挖和衬砌结构施工过程中，一般采用封堵措施和引排措施来处治溶洞及地下水。封堵措施客观上存在这样一些问题，如揭露的岩溶水为地下水排泄通道，处于排水末端，水量大，盲目封堵隐患很大，而且封堵困难，施工风险大；即便暂时堵水成功，那么势必造成地下水位上升，同时，由于岩溶发育的不规律性，加之原来的地下水系被破坏，新的水头高度难以确定，岩溶水对隧道纵向影响范围也难以确定，抗水压衬砌施作长度、厚度也难以确定，盲目处理可能会使隧道潜伏在高压水作用下，其边墙、仰拱易发生爆裂，存在危及行车安全甚至乘客伤亡事故的隐患。引排措施是设置泄水洞引排岩溶水，其优点是排水路径明确，解决了盲目封堵产生的安全隐患，但是因排水引起新的环境问题不可预料，且其施工周期长、投资大，对环境、工期和投资影响大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道溶洞及地下水综合治理构造，以有效保证隧道结构和施工安全性，且不影响环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种隧道溶洞及地下水综合治理构造，其特征是：在隧道范围外从地表设置连通至隧道内出水处的洞外排水竖井，在隧道下方设置洞内竖井，并设置连接洞外排水竖井、洞内竖井的排水横通道，隧道底部设置跨越溶洞的底梁，隧道内构筑全封抗水压衬砌，全封抗水压衬砌于溶洞前后延伸一定长度。

本发明所要解决的技术问题提供一种上述隧道溶洞及地下水综合治理构造的施工方法。

该施工方法包括如下步骤：

①施作洞外排水竖井；

②采用混凝土回填隧顶溶洞；

③施作初期支护结构施工；

④施作洞内竖井和排水横通道；

⑤施作防水系统、底梁和初次抗水压衬砌；

⑥压水检验，检验初次抗水压衬砌效果，如存在渗漏水，先进行处理，达到无渗漏后，再进行下一步骤；

⑦施作二次抗水压衬砌，确保结构安全和防水质量。

本发明的有益效果是，采用封排结合的综合治理措施，隧道承受水压可控，可实施性相对较强；可有效控制水头高度，不改变原有地下水路径，保证隧道结构和施工安全性，且不影响环境，施工快捷方便，投资较小。

附图说明

本说明书包括如下幅两幅附图：

图1是本发明隧道溶洞及地下水综合治理构造的示意图；

图2是本发明隧道溶洞及地下水综合治理构造中全封抗水压衬砌的断面图。

图中示出构件和对应的标记：围岩10、初期支护结构11、防水系统12、初次抗水压衬砌13、防水层14、二次抗水压衬砌15、底梁16、锚杆17，洞外排水竖井20、洞内竖井21、排水横通道22、回填混凝土30。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明的隧道溶洞及地下水综合治理构造，包括围岩10开挖过程中所揭示的位于其上方的溶洞30。所述围岩10外设置连通至地面的洞外排水竖井20，在围岩10下方设置洞内竖井21，并设置连接洞外排水竖井20、洞内竖井21的排水横通道22，围岩10外侧构筑全封抗水压衬砌，全封抗水压衬砌于溶洞30前后延伸一定长度。

本发明采用封排结合技术措施，洞外在出口附近设置排水竖井，洞内设置横通道将水引入排水竖井，通过在溶洞前后段采用全封抗水压衬砌，使地下水从地表排出，接入大沟。可有效控制水头高度，不改变原有地下水路径，结构可行，环境影响小，施工质量高，投资相对较小。采用封排给合，隧道承受水压可控，可实施性相对较强。

参照图2，所述筑隧道抗水压衬砌包括由围岩10向外依次设置的初期支护结构11、防排水系统12、初次抗水压衬砌13、防水层14和二次抗水压衬砌15，初次抗水压衬砌13底部与底梁15连接为一体，，防排水系统12下端连接至洞内竖井21。

通常情况下(水头不超过50m)，所述隧道抗水压衬砌于溶洞30前后延伸40-50m，初次抗水压衬砌13厚度为50cm，二次抗水压衬砌15厚度为40cm，所述防水层14优选采用丙烯酸盐喷膜，替代传统的高分子防水卷材防水层，保障初支后防水效果，防止地下水前后串流

参照图2初期支护结构11包括覆盖围岩10的喷射混凝土层、埋设于喷射混凝土层的钢架等。还包括绕围岩10采用直径42mm注浆钢花管对围岩10进行注浆加固，形成一定厚度的止水围岩，避免地下水沿隧道周边孔隙、岩溶列隙往前后串通。

参照图1，本发明一种隧道溶洞及地下水综合治理构造的施工方法，包括如下步骤：

①施作洞外排水竖井20；

②采用混凝土回填隧顶溶洞30；

③施作初期支护结构11施工；

④施作洞内竖井21和排水横通道22；

⑤施作防排水系统12、初次抗水压衬砌13和底梁15；

⑥压水检验，检验初次抗水压衬砌13效果，如存在渗漏水，先进行处理，达到无渗漏后，再进行下一步骤；

⑦施作防水层14和二次抗水压衬砌15。

底梁15施工时，地下水通过排水横通道22引入洞外排水竖井20进行临时抽排，使地下水位降低至底梁15以下。

以上所述只是用图解说明本发明一种隧道溶洞及地下水综合治理构造及施工方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。