富水深埋隧道的施工方法及结构技术

本发明专利技术提供一种富水深埋隧道的施工方法及结构。该方法包括：沿待挖隧道的长度方向的两侧设置降水井；在待挖隧道当前开挖面的边墙及拱部位置，沿待挖隧道长度方向设置注浆管，进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层；对降水井进行抽水，当降水井内的水位等于或低于预设位置时，在注浆层的范围内进行隧道开挖，得到新的开挖面；将新的开挖面作为当前开挖面，跳转到“在待挖隧道当前开挖面的边墙及拱部位置，沿待挖隧道长度方向设置注浆管，进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层”步骤执行，并继续执行后续步骤，直到沿待挖隧道的长度方向完成隧道挖掘，得到富水深埋隧道。本发明专利技术能够降低富水深埋隧道周边的地层含水率，保证隧道施工安全。保证隧道施工安全。保证隧道施工安全。

【技术实现步骤摘要】
富水深埋隧道的施工方法及结构


[0001]本专利技术涉及隧道工程
，尤其涉及一种富水深埋隧道的施工方法及结构。

技术介绍

[0002]随着我国隧道工程的大力修建，穿越复杂地层的山岭隧道也越来越多。比如：穿越新近系富水弱胶结砂岩地层隧道和大埋深富水流砂地层隧道等(这里统称为富水深埋隧道)。这些复杂地质问题给隧道工程的建设带来了巨大的难题。新近系富水弱胶结砂岩成岩性差，泥质弱胶结，结构脆弱，遇水浸润或长时间暴露极易产生结构破坏，由于砂岩复杂的水稳特性，加之施工扰动，很快变成松散的砂状；砂岩渗水后很快达到饱和状态，围岩发生塑性流坍、滑移或产生外挤现象。因此，对新近系富水弱胶结砂岩地层采取合适的降水堵水措施对保障隧道施工安全具有重要意义。
[0003]目前，隧道中常用的降水措施主要有洞内轻型井点降水和洞内负压真空管降水。洞内轻型井点降水和洞内负压真空管降水具有施工简便，操作简单，造价低等优点，但其降水深度有限，一般为6～10m，因此，轻型井点降水和负压真空管降水方案多用于浅埋隧道洞内的局部降水，而并不适用于富水深埋隧道。
[0004]隧道中常用的堵水措施主要有超前小导管注浆、管棚注浆和超前水平旋喷注浆等。其中，超前小导管注浆加固距离较短，注浆堵水能力有限；管棚加固的堵水效果较差，难以封堵地下水；超前水平旋喷注浆工艺要求较高，同时旋喷注浆需要向地层中注入大量水泥浆，对砂岩地层扰动较大，在砂岩地层中的适应性较差，因此，也不适用于富水深埋隧道。
[0005]综上，现有的降水堵水措施，并不适用于富水深埋隧道。在新近系富水弱胶结砂岩地层修建富水深埋隧道时，如何采取有效的降水堵水措施以保障富水深埋隧道施工安全的问题亟待解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种富水深埋隧道的施工方法及结构，以解决现有的如何采取有效的降水堵水措施以保障富水深埋隧道施工安全的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种富水深埋隧道的施工方法，包括：
[0008]沿待挖隧道的长度方向的两侧分别设置降水井；
[0009]分别在所述待挖隧道的当前开挖面的边墙位置及拱部位置，沿所述待挖隧道的长度方向设置注浆管，并进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层；
[0010]对所述降水井进行抽水作业，当所述降水井内的水位等于或低于预设位置时，在所述注浆层的范围内进行隧道开挖作业，得到所述待挖隧道的新的开挖面；
[0011]将所述待挖隧道的新的开挖面作为当前开挖面，跳转到“分别在所述待挖隧道的当前开挖面的边墙位置及拱部位置，沿所述待挖隧道的长度方向设置注浆管，并进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层”步骤执行，并继续执行后续步骤，直到沿待挖隧道的长度方向完成隧道挖掘，得到富水深埋隧道。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述沿待挖隧道的长度方向的两侧分别设置降水井，包括：
[0013]分别在所述待挖隧道的长度方向的两侧，且距离所述待挖隧道的最大宽度位置处的外边缘第一预设距离处，设置多个降水井，且所述待挖隧道的一侧的每两个降水井之间间隔第二预设距离，且所述待挖隧道的两侧的降水井交错设置。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述降水井的井底高程设置在所述待挖隧道的底部以下，且与所述待挖隧道的底部间隔第一预设深度。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述注浆层的厚度范围为2米～5米。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述待挖隧道的当前开挖面与所述新的开挖面之间的距离小于所述注浆层沿所述待挖隧道的长度方向的长度。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述注浆层的最低位置与所述待挖隧道的内轨顶面齐平。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述待挖隧道的当前开挖面至所述新的开挖面之间的降水井的数量为至少一个；
[0019]所述当所述降水井内的水位等于或低于预设位置时，在所述注浆层的范围内进行隧道开挖作业，得到所述待挖隧道的新的开挖面，包括：
[0020]待到所述待挖隧道的当前开挖面至所述新的开挖面之间的所有降水井内的水位降低到所述待挖隧道的底部以下，在所述注浆层的范围内进行隧道开挖作业，得到所述待挖隧道的新的开挖面。
[0021]在一种可能的实现方式中，在所述待到所述待挖隧道的开挖面至所述新的开挖面之间的所有降水井内的水位降低到所述待挖隧道的底部以下之后，还包括：
[0022]在所述待挖隧道的当前开挖面至所述新的开挖面之间的距离内，对于每一个降水井来说，每形成一个新的开挖面，且形成的新的开挖面超过该降水井对应的纵截面，且完成所述纵截面的支护施工时，停止该降水井的抽水作业。
[0023]第二方面，本专利技术实施例提供了一种富水深埋隧道的施工结构，包括：
[0024]富水深埋隧道，设置于地面以下的预设深度处；
[0025]降水井，沿所述富水深埋隧道的长度方向，分别设置在所述富水深埋隧道的两侧；
[0026]注浆层，沿所述富水深埋隧道的长度方向，设置在所述富水深埋隧道的边墙位置以及拱部位置。
[0027]在一种可能的实现方式中，所述降水井的数量为多个；
[0028]多个降水井分别设置在所述富水深埋隧道的长度方向的两侧，且距离所述富水深埋隧道的最大宽度位置处的外边缘第一预设距离处；所述富水深埋隧道的一侧的每两个降水井之间间隔第二预设距离，且所述富水深埋隧道两侧的降水井交错设置。
[0029]本专利技术实施例提供一种富水深埋隧道的施工方法及结构，通过沿待挖隧道的长度方向的两侧分别设置降水井；分别在待挖隧道的当前开挖面的边墙位置及拱部位置，沿待挖隧道的长度方向设置注浆管，并进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层；对降水井进行抽水作业，当降水井内的水位等于或低于预设位置时，在注浆层的范围内进行隧道开挖作业，得到待挖隧道的新的开挖面；将待挖隧道的新的开挖面作为当前开挖面，跳转到“分别在待挖隧道的当前开挖面的边墙位置及拱部位置，沿待挖隧道的长度方向设置注浆
管，并进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层”步骤执行，并继续执行后续步骤，直到沿待挖隧道的长度方向完成隧道挖掘，得到富水深埋隧道，可以有效降低富水深埋隧道周边的地层含水率，进而保证隧道施工安全。并且，本专利技术实施例中将降水井布置在隧道两侧，不仅能够降低隧道周围的地下水水位，还不会对隧道内部造成影响，不会影响后续的隧道开挖作业；在此基础上，在隧道边墙位置和拱部位置设置注浆层，不仅能够进一步封堵隧道周边的地下水，还能加固隧道周围砂岩强度。对于富水深埋隧道来说，通过将降水井和注浆层组合使用，可以实现更好的降水效果和堵水效果。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富水深埋隧道的施工方法，其特征在于，包括：沿待挖隧道的长度方向的两侧分别设置降水井；分别在所述待挖隧道的当前开挖面的边墙位置及拱部位置，沿所述待挖隧道的长度方向设置注浆管，并进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层；对所述降水井进行抽水作业，当所述降水井内的水位等于或低于预设位置时，在所述注浆层的范围内进行隧道开挖作业，得到所述待挖隧道的新的开挖面；将所述待挖隧道的新的开挖面作为当前开挖面，跳转到“分别在所述待挖隧道的当前开挖面的边墙位置及拱部位置，沿所述待挖隧道的长度方向设置注浆管，并进行帷幕注浆，形成保护隧道开挖面的注浆层”步骤执行，并继续执行后续步骤，直到沿待挖隧道的长度方向完成隧道挖掘，得到富水深埋隧道。2.根据权利要求1所述的富水深埋隧道的施工方法，其特征在于，所述沿待挖隧道的长度方向的两侧分别设置降水井，包括：分别在所述待挖隧道的长度方向的两侧，且距离所述待挖隧道的最大宽度位置处的外边缘第一预设距离处，设置多个降水井，且所述待挖隧道的一侧的每两个降水井之间间隔第二预设距离，且所述待挖隧道的两侧的降水井交错设置。3.根据权利要求2所述的富水深埋隧道的施工方法，其特征在于，所述降水井的井底高程设置在所述待挖隧道的底部以下，且与所述待挖隧道的底部间隔第一预设深度。4.根据权利要求1所述的富水深埋隧道的施工方法，其特征在于，所述注浆层的厚度范围为2米～5米。5.根据权利要求4所述的富水深埋隧道的施工方法，其特征在于，所述待挖隧道的当前开挖面与所述新的开挖面之间的距离小于所述注浆层沿所述待挖隧道的长度方向的长度。6.根据权利要求1或5所述的富水深埋隧道的施工方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁祥，姚建青，陈宏文，罗章波，雍建军，任玉鹏，董耀斌，樊浩博，朱永全，于海涛，郭庆昊，胡玉林，
申请(专利权)人：中国铁路兰州局集团有限公司银川工程建设指挥部石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：