防止隧道突水涌泥设施及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种防止隧道突水涌泥设施及施工方法，该方法通过进行超前地质探测，形成地质预测报告；根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；在固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑固结体。本发明专利技术通过隧道泄水降压结构提前排水降压、再利用止浆墙正面封堵、然后帷幕注浆加固以及管棚支护的方式有效减小了隧道正洞施工时的风险，降低了隧道施工发生突水涌泥的概率，保证了隧道正洞开挖施工的安全。

【技术实现步骤摘要】
防止隧道突水涌泥设施及施工方法
本专利技术涉及隧道施工
，特别涉及一种防止隧道突水涌泥设施及施工方法。
技术介绍
在隧道施工过程中，地下水对工程有巨大影响，施工现场大多采用注浆加固岩体、或混凝土回填等方法对地下水进行阻断，保证作业安全。尤其是位于褶皱带地质条件内的隧道，褶皱带为地壳厚度高度变异地带，地质构造复杂，新构造运动强烈，且经历了多次构造变形，褶皱、断裂发育，存在高压富水区，当隧道在褶皱带内施工中需要穿越高压富水区时，容易发生突水风险，在隧道开挖掘进施工过程中，一旦出现突水不能自流排水，容易造成发生大规模突水涌泥事故。大梁隧道位于祁连山腹地的祁连山地槽北祁连褶皱带内，大梁隧道先后共发生四次大规模突水涌泥事故，突出的泥水砟石最长达到了181m，瞬间冲毁隧道支护，填埋施工机械，施工人员被冲击、淤埋而受重伤，因此施工风险极大，且由于地质条件恶劣，在隧道开通运营后仍然存在安全风险。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种防止隧道突水涌泥设施及施工方法，旨在解决现有技术中在隧道施工过程穿越褶皱带高压富水区时，施工风险大等的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种防止隧道突水涌泥施工方法，该方法包括步骤：进行超前地质探测，形成地质预测报告；根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；在所述固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑所述固结体。优选地，所述进行超前地质探测，形成地质预测报告的步骤包括：采用工程地质调查法进行远距离超前地质探测，以形成第一探测结果；采用地质雷达进行近距离地质探测，以形成第二探测结果；将第一探测结果与第二探测结果对比，并将第一探测结果和第二探测结果同步形成第三探测结果；根据第三探测结果结合水文地质条件预测富水断层水流动态变化；根据富水断层水流动态变化模拟隧道掌子面处地质及水流变化，以生成地质预测报告。优选地，所述根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水的步骤包括：在隧道进口处靠近所述隧道的正洞的一侧初步开挖施工，以形成第一工作面；同步在靠近隧道出口处的平行导洞的侧面初步开挖施工，以形成第二工作面；自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工；在所述平行导洞与所述隧道正洞汇合处调整第二泄水洞开挖施工方向，以使所述第二泄水洞向所述隧道正洞开挖施工形成与所述平行段连通的连接段；继续开挖施工所述第二泄水洞的连接段，并斜穿过所述隧道正洞与所述第一泄水洞汇合，形成完整的泄水降压结构。优选地，所述自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工的步骤之后，还包括：在所述第一泄水洞的中部开挖形成第三工作面，所述第三工作面与所述第一工作面同步开挖；自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通。优选地，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤之后，还包括：自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形成第四工作面，所述第四工作面与所述第三工作面同步开挖；自所述第四工作面向所述第三工作面开挖第一泄水洞，以使所述第四工作面与所述第三工作面贯通。优选地，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤包括：在所述第三工作面和所述第一工作面之间向所述隧道正洞开挖有多个排水洞；开挖所述排水洞穿过所述隧道正洞至富水岩层，以使所述排水洞连通所述第一泄水洞和富水岩层。优选地，所述开挖所述排水洞穿过所述隧道正洞至富水岩层，以使所述排水洞连通所述第一泄水洞和富水岩层的步骤之后包括：在所述第三工作面开挖所述排水洞；在所述排水洞与所述第一泄水洞的连通处向远离所述排水洞的一侧开挖有第一迂回导坑的起点；自所述第一迂回导坑的起点沿所述第一泄水洞的延伸方向向所述第一工作面开挖施工所述迂回导坑至所述第一迂回导坑的终点；自所述第一迂回导坑的终点向所述第一泄水洞开挖施工，以使所述第一迂回导坑与所述第一泄水洞连通。优选地，所述自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形成第四工作面，所述第四工作面与所述第三工作面同步开挖的步骤之后还包括：自所述第四工作面向远离所述第三工作面的方向沿所述隧道正洞开挖施工至所述隧道的迂回斜井处，以形成连接导洞；在所述隧道的迂回斜井朝向所述连接导洞的侧壁开口，以使所述迂回斜井与所述连接导洞连通。优选地，所述在所述隧道的迂回斜井朝向所述连接导洞的侧壁开口，以使所述迂回斜井与所述连接导洞连通的步骤之后包括；在所述第四工作面向远离所述连接导洞的一侧开挖有第二迂回导坑的起点；自所述第二迂回导坑的起点沿所述第一泄水洞的延伸方向向所述第三工作面开挖施工至所述第二迂回导坑的终点；自所述第二迂回导坑的终点向所述第一泄水洞开挖施工，以使所述第二迂回导坑与所述第一泄水洞连通。本专利技术还提出一种防止隧道突水涌泥设施，所述防止隧道突水涌泥设施应用于如上所述的防止隧道突水涌泥施工方法，所述防止隧道突水涌泥设施包括：超前地质预报预测系统，所述超前地质预报预测系统用于进行超前地质探测；泄水降压结构，所述泄水降压结构用于提前排水降压；临时支撑结构，所述临时支撑结构包括止浆墙、固结体和管棚，所述止浆墙用于封闭隧道上台阶，所述固结体用于加固隧道开挖面，所述管棚用于支撑所述固结体。本专利技术的防止隧道突水涌泥施工方法通过超前探测进行地质预测，得到地质预测报告，按照地质预测报告上的标示进行隧道泄水降压结构施工，在隧道正洞施工前进行提前排水降压，减小隧道正洞施工时的地下水量，再在隧道初期支护半断面处施工混凝土止浆墙，将上台阶封闭，然后像上台阶内进行全断面帷幕注浆，以形成固结体加固开挖面，避免开挖面坍塌，最后进行管棚施工对固结体进行刚性支护，进一步提高了固结体的承载能力，减小了隧道施工突水涌泥的风险，保证了隧道开挖及结构安全。即本专利技术通过隧道泄水降压结构提前排水降压、再利用止浆墙正面封堵、然后帷幕注浆加固以及管棚支护的方式有效减小了隧道正洞施工时的风险，降低了隧道施工发生突水涌泥的概率，保证了隧道正洞开挖施工的安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，该方法包括步骤：/n进行超前地质探测，形成地质预测报告；/n根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；/n在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；/n通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；/n在所述固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑所述固结体。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，该方法包括步骤：
进行超前地质探测，形成地质预测报告；
根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；
在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；
通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；
在所述固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑所述固结体。


2.权利要求1所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述进行超前地质探测，形成地质预测报告的步骤包括：
采用工程地质调查法进行远距离超前地质探测，以形成第一探测结果；
采用地质雷达进行近距离地质探测，以形成第二探测结果；
将第一探测结果与第二探测结果对比，并将第一探测结果和第二探测结果同步形成第三探测结果；
根据第三探测结果结合水文地质条件预测富水断层水流动态变化；
根据富水断层水流动态变化模拟隧道掌子面处地质及水流变化，以生成地质预测报告。


3.如权利要求1所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水的步骤包括：
在隧道进口处靠近所述隧道的正洞的一侧初步开挖施工，以形成第一工作面；同步在靠近隧道出口处的平行导洞的侧面初步开挖施工，以形成第二工作面；
自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工；
在所述平行导洞与所述隧道正洞汇合处调整第二泄水洞开挖施工方向，以使所述第二泄水洞向所述隧道正洞开挖施工形成与所述平行段连通的连接段；
继续开挖施工所述第二泄水洞的连接段，并斜穿过所述隧道正洞与所述第一泄水洞汇合，形成完整的泄水降压结构。


4.如权利要求3所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工的步骤之后，还包括：
在所述第一泄水洞的中部开挖形成第三工作面，所述第三工作面与所述第一工作面同步开挖；
自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通。


5.如权利要求4所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤之后，还包括：
自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平安，任少强，谭忠盛，吴应明，王存宝，杨立燃，李校珂，王洪坤，王青松，
申请(专利权)人：中铁二十局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61