[發(fā)明專利]適用于偏壓富水地層的隧道排水結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210573600.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN103032097A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒金鋒;彭立;蔣正華;彭建國(guó);李亮;張進(jìn)華;傅立新;劉正剛;王建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): E21F16/02
• 分類號(hào): E21F16/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種適用于偏壓富水地層的隧道排水結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

在偏壓富水地層地段進(jìn)行隧道洞身開挖施工時(shí)，當(dāng)圍巖體為軟弱圍巖，尤其是全～強(qiáng)風(fēng)化地層時(shí)，極易引起隧道洞內(nèi)收斂變形過大，甚至釀成塌方事故，當(dāng)埋深不大時(shí)還極易導(dǎo)致隧道上方山體地表開裂，甚至出現(xiàn)山體滑坡現(xiàn)象。在遇到這種地形偏壓，且地質(zhì)為軟弱富水情況時(shí)，常規(guī)方法一般采用洞頂進(jìn)行山體注漿加固，同時(shí)在洞內(nèi)采用超前注漿加固配合初期支護(hù)的方式分部進(jìn)行開挖。此方法的關(guān)鍵在于注漿的效果，對(duì)于富水粘土體地層，有時(shí)因?yàn)橥馏w內(nèi)的水分過大，無法有效排除，導(dǎo)致注漿體與土顆粒之間難以形成有效的膠結(jié)體，難以有效的增大圍巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致在隧道開挖中仍然出現(xiàn)變形過大、塌方冒頂?shù)劝踩鹿省Ｔ谶@種偏壓富水地層，由于隧道周邊的水壓力較大，常常導(dǎo)致隧道運(yùn)營(yíng)期間襯砌結(jié)構(gòu)的滲漏水。因此，在上述地形地質(zhì)條件下修建隧道，如何有效降低隧道周邊的水壓力對(duì)保證隧道安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)具有非常重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能降低隧道周邊水壓力、防止隧道運(yùn)營(yíng)期間滲漏水、防止施工時(shí)發(fā)生山體滑坡、掌子面坍塌等事故、施工安全度高的適用于偏壓富水地層的隧道排水結(jié)構(gòu)，并相應(yīng)提供該隧道排水結(jié)構(gòu)的施工方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種適用于偏壓富水地層的隧道排水結(jié)構(gòu)，包括位于地層中的隧道洞身，所述隧道洞身富水側(cè)的地層中開挖有多個(gè)集水井，各集水井與隧道洞身之間均設(shè)有用于將集水井中的水排至隧道洞身的排水通道。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述多個(gè)集水井排列成兩排，兩排集水井沿隧道洞身的長(zhǎng)度方向交錯(cuò)布置。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述隧道洞身的直徑為D，兩排集水井中，一排集水井到隧道洞身邊墻的距離為0.5D～1D，另一排集水井到隧道洞身邊墻的距離為1.5D～2.5D。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，遠(yuǎn)離隧道洞身的一排集水井的底部高于靠近隧道洞身的一排集水井的底部，且兩排集水井的底部高度差H為1?m～4m。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述排水通道內(nèi)設(shè)有透水管，所述透水管外包裹有透水無紡布。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述集水井內(nèi)裝填有透水性填料，且集水井的井口設(shè)有封堵層。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述隧道洞身的底部中間埋設(shè)有中心排水溝，所述排水通道將中心排水溝與各集水井的底部連通。

作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述隧道排水結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟，

步驟1：在隧道洞身開挖前，先打設(shè)集水井，并從集水井中抽水進(jìn)行井點(diǎn)降水；井點(diǎn)降水完成后，在各集水井內(nèi)填置透水性良好的粗砂和礫石，在離地面附近的井口采用混凝土封堵；

步驟2：進(jìn)行隧道洞身開挖，在隧道洞身的底部中間埋設(shè)中心排水溝；

步驟3：自開挖出的隧道洞身內(nèi)向各集水井打設(shè)排水通道，排水通道內(nèi)設(shè)有透水管，所述透水管外包裹有透水無紡布，使排水通道連通集水井和中心排水溝，完成隧道排水結(jié)構(gòu)的施工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明適用于偏壓富水地層的隧道排水結(jié)構(gòu)，通過在隧道洞身富水側(cè)的地層中打設(shè)集水井，將集水井中的水排出進(jìn)行井點(diǎn)降水后，可降低隧道洞身周邊地層的地下水位，增大和改善圍巖體的黏聚力和內(nèi)摩擦角，提高圍巖體的自承載能力，施工時(shí)，在隧道洞身開挖前先打設(shè)集水井，再將集水井中的水排出進(jìn)行井點(diǎn)降水，可防止隧道洞身開挖時(shí)發(fā)生山體滑坡、掌子面坍塌等事故；各集水井與隧道洞身之間均設(shè)有排水通道，排水通道能將集水井中的水及時(shí)排至隧道洞身中，并通過隧道洞身排出隧道外，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)排水的功能，這樣，在隧道施工期和運(yùn)營(yíng)期均能有效降低隧道結(jié)構(gòu)承受的水壓力，防止隧道施工期和運(yùn)營(yíng)期間襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說明：

1、地層；2、隧道洞身；21、中心排水溝；3、集水井；4、排水通道；5、透水性填料；6、封堵層。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：