一种深埋富水破碎带长距离隧道的泄水结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种深埋富水破碎带长距离隧道的泄水结构，在靠近平导出口段掌子面的位置处设置有第一挡水墙，第一挡水墙的下部未封底形成出水口，对平导出口段掌子面及第一挡水墙之间的围岩通过锚杆加固，在平导内的横洞靠近出口的一侧设置有第二挡水墙，在正洞内的横洞靠近出口的一侧设置有第三挡水墙；在第一挡水墙与第二挡水墙之间的隧道段的左右两侧、横洞的左右两侧设置有排水沟，在横洞的出口修建有与自然河沟连接的排水渠，平导的待开挖段上钻有贯通出口段与已开挖段的泄水孔。专用于隧道尚未贯通，待开挖段长度达到800米以上，日涌水量大，出口下方为居民区或厂区等不适合排水的特殊隧道快速泄水。

A drainage structure of a long-distance tunnel in deep water rich fracture zone

【技术实现步骤摘要】
一种深埋富水破碎带长距离隧道的泄水结构
本技术属于隧道施工
，具体涉及一种深埋富水破碎带长隧道的泄水结构。
技术介绍
水平定向钻机起始于20世纪70年代末期，随着技术与装备的不断改进和完善，正朝着大型化、微型化、硬岩作业、机械自动化(含自备式锚固系统、钻杆自动堆放与提取、钻杆连接自动润滑、防触电系统等自动化作业功能)、超深度导向监控等趋势发展。目前定向钻主要用于管道工程铺设中，采用定向钻穿越包括高速公路、高速铁路、大型河流、水库、池塘、沼泽地等障碍物，具有施工工期短、对地表的破坏小、对环境的污染小等几个特点。但是，水平定向钻目前在长距离、大口径的隧道施工中进行穿越尚未有应用，不管从设备吨位选择、施工人员技术水平、施工技术难度控制、施工措施等方面缺乏经验，但随着国内长大隧道数量的越来越多，面临突涌水事故需要钻孔排水，复杂地质情况难以排查的情况也是越来越多，采用定向钻在隧道中钻孔排水同时探明前方地质情况，尤其是在长隧道中穿越的施工工艺的研究迫在眉睫。如图1所示的某某隧道，在平导2的已开挖段边墙处出现涌水，本次突涌水国内罕见，隧道涌水量最低6965m3/h、最高11631m3/h，平均9298m3/h,日涌水量169641m3/d～279144m3/d，开累涌水总量达1153万m3(含隧道内存水量)。然而隧道尚未开挖完成，斜井与出口段平导间剩余952m尚未贯通。待开挖段贯穿断层破碎带4，正洞1比平导2高，且正洞1和平导2沿着A向带有下降坡度，隧道已开挖段的洞内水已淹至斜井5井口，无法利用斜井5处的固定泵站进行抽排水。另外，该长距离隧道的出口下方为居民区。本次突涌水国内罕见，对工程安全和工期影响大，如何在短时间内进行快速泄水，做好主体工程的抢险工作迫在眉睫。
技术实现思路
本技术旨在提供一种深埋富水破碎带长隧道的泄水结构，专用于隧道尚未贯通，待开挖段长度达到800米以上，日涌水量大，洞内积水已淹至斜井井口，泵站无法进行抽排水，待开挖段贯穿断层破碎带，且出口下方为居民区或厂区等不适合排水的特殊隧道。为此，本技术所采用的技术方案为：一种深埋富水破碎带长距离隧道的泄水结构，包括正洞和平导，正洞及平导均包含已开挖段、待开挖段和出口段；所述正洞与平导之间通过若干沿隧道长度方向间隔设置的横通道连通，所述平导的待开挖段长度达到800米以上，且待开挖段贯穿断层破碎带，所述正洞比平导高，正洞和平导沿着A向带有下降坡度，在隧道出口段设置有经正洞贯穿至平导的横洞，隧道已开挖段的洞内水已淹至斜井井口，在靠近平导出口段掌子面的位置处设置有第一挡水墙，且第一挡水墙的下部未封底形成出水口，对平导出口段掌子面及第一挡水墙之间的围岩通过锚杆加固，在平导内的横洞靠近出口的一侧设置有第二挡水墙，在正洞内的横洞靠近出口的一侧设置有第三挡水墙；在第一挡水墙与第二挡水墙之间的隧道段的左右两侧、在第二挡水墙与第三挡水墙之间的横洞的左右两侧设置有排水沟，在横洞的出口修建有与自然河沟连接的排水渠，所述平导的待开挖段上钻有贯通出口段与已开挖段的泄水孔，所述泄水孔由水平定向钻机从出口平导掌子面向大里程平导掌子面方向施作而成。作为上述方案的优选，沿着平导掌子面的高度方向从上到下至少钻有两个所述泄水孔。进一步优选为，所述泄水孔直径为250mm。本技术的有益效果：(1)将主要用于管道工程铺设的水平定向钻用于隧道钻孔泄水，相比普通水平钻机仅钻100多米的深度，水平定向钻机钻孔深度能达到1000米，且钻孔直径大，能快速进行钻孔泄水，及时解决淹洞问题，避免因突发涌水造成工程延期及安全隐患；(2)在利用水平定向钻钻孔时，结合深埋富水破碎带长隧道的特殊情况，利用横洞进入，从平导出口段钻长孔进行快速泄水；(3)由于已开挖段的洞内水已淹至斜井井口，在靠近平导出口段掌子面的位置处设置第一挡水墙，且第一挡水墙的下部未封底形成出水口，对平导出口段掌子面及第一挡水墙之间的围岩进行锚杆加固的综合措施，确保经钻孔出来的水压不会造成掌子面坍塌，经钻孔出来的大冲击力的水在第一挡水墙的作用下，瞬间释放了动能，沿第一挡水墙下部的出水口流出，不会对工作中的钻机造成影响，不会影响下一钻孔的施工；(4)增设第二、第三挡水墙，在第一挡水墙与第二挡水墙之间的隧道段的左右两侧、在第二挡水墙与第三挡水墙之间的横洞的左右两侧设置排水沟，在横洞的出口修建与自然河沟连接的排水渠，使水流只能经横洞的排水沟最后再经排水渠排到自然河沟，不会从隧道的出口端流出，摒弃了传统的从出口端泄水的方式，巧妙利用横洞进行排水，不会对出口端的居民生活和工厂运行等造成干扰；(5)采用从出口段利用水平定向钻进行反向钻孔，从而对已施工段积水进行快速泄水的方式，相比传统的开挖泄水的方式，工期短、成本低、安全可靠。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为水平定向钻机在隧道内的场地布置示意。图3为水平定向钻机钻孔泄水示意图。图4为水平定向钻施工工艺流程图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图，对本技术作进一步说明：如图1所示，深埋富水破碎带长距离隧道内设置有正洞1和平导2，正洞1及平导2均包含已开挖段、待开挖段和出口段。正洞1与平导2之间通过若干沿隧道长度方向间隔设置的横通道3连通，平导2的待开挖段长度为952米，待开挖段贯穿断层破碎带4，破碎带长度为250米。正洞1比平导2高，正洞1和平导2沿着A向带有1.1％的下降坡度(如图中箭头所示)。在隧道出口段设置有经正洞1贯穿至平导2的横洞9，隧道已开挖段的洞内水已淹至斜井5井口，洞内积水很深，且日涌水量达到上万立方米，斜井的井口的泵站5a已无法进行正常的抽排水。隧道出口段的下方为居民区，或者厂区等，无法进行排水。在靠近平导2出口段掌子面的位置处设置有第一挡水墙6，且第一挡水墙6的下部未封底形成出水口，对平导2出口段掌子面及第一挡水墙6之间的围岩通过锚杆加固。在平导2内的横洞9靠近出口的一侧设置有第二挡水墙7，在正洞1内的横洞9靠近出口的一侧设置有第三挡水墙8；在第一挡水墙6与第二挡水墙7之间的隧道段的左右两侧、在第二挡水墙7与第三挡水墙8之间的横洞的左右两侧设置有排水沟，在横洞9的出口修建有与自然河沟连接的排水渠，使经钻孔出来的水，先经第一挡水墙6下方的出水口流出，再经隧道左右两侧的排水沟、横洞左右两侧的排水沟、排水渠流入自然河沟。在钻孔前，先进行排水路线的规划，锚杆加固及挡水墙的布置。在平导2的待开挖段上钻有贯通出口段与已开挖段的泄水孔，泄水孔由水平定向钻机从出口平导掌子面向大里程平导掌子面方向施作而成。利用水平定向钻机进行泄水孔钻孔时的具体施工步骤如下：第一步，进行现场勘测、场地布置、导向线设计及测量放线；水平定向钻施工工艺流程图如图1所示。在水平定向钻机进场前进行现场勘测、场地布置、导向线设计及测量放线，为后续水平定向钻机施工做准备；其中，场地布置时，结合图1、图4所示，在第一挡水墙6与第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深埋富水破碎带长距离隧道的泄水结构，包括正洞(1)和平导(2)，正洞(1)及平导(2)均包含已开挖段、待开挖段和出口段；所述正洞(1)与平导(2)之间通过若干沿隧道长度方向间隔设置的横通道(3)连通，所述平导(2)的待开挖段长度达到800米以上，且待开挖段贯穿断层破碎带(4)，所述正洞(1)比平导(2)高，正洞(1)和平导(2)沿着A向带有下降坡度，在隧道出口段设置有经正洞(1)贯穿至平导(2)的横洞(9)，隧道已开挖段的洞内水已淹至斜井(5)井口，其特征在于：在靠近平导(2)出口段掌子面的位置处设置有第一挡水墙(6)，且第一挡水墙(6)的下部未封底形成出水口，对平导(2)出口段掌子面及第一挡水墙(6)之间的围岩通过锚杆加固，在平导(2)内的横洞(9)靠近出口的一侧设置有第二挡水墙(7)，在正洞(1)内的横洞(9)靠近出口的一侧设置有第三挡水墙(8)；在第一挡水墙(6)与第二挡水墙(7)之间的隧道段的左右两侧、在第二挡水墙(7)与第三挡水墙(8)之间的横洞的左右两侧设置有排水沟，在横洞(9)的出口修建有与自然河沟连接的排水渠，所述平导(2)的待开挖段上钻有贯通出口段与已开挖段的泄水孔，所述泄水孔由水平定向钻机从出口平导掌子面向大里程平导掌子面方向施作而成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种深埋富水破碎带长距离隧道的泄水结构，包括正洞(1)和平导(2)，正洞(1)及平导(2)均包含已开挖段、待开挖段和出口段；所述正洞(1)与平导(2)之间通过若干沿隧道长度方向间隔设置的横通道(3)连通，所述平导(2)的待开挖段长度达到800米以上，且待开挖段贯穿断层破碎带(4)，所述正洞(1)比平导(2)高，正洞(1)和平导(2)沿着A向带有下降坡度，在隧道出口段设置有经正洞(1)贯穿至平导(2)的横洞(9)，隧道已开挖段的洞内水已淹至斜井(5)井口，其特征在于：在靠近平导(2)出口段掌子面的位置处设置有第一挡水墙(6)，且第一挡水墙(6)的下部未封底形成出水口，对平导(2)出口段掌子面及第一挡水墙(6)之间的围岩通过锚杆加固，在平导(2)内的横洞(9)靠近出口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，杨海航，房玉中，李兴瑷，邰鹤，王金琳，刘龙卫，张文明，辛国平，
申请(专利权)人：中铁隧道集团一处有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50