[實用新型]一種處治巖溶隧道涌泥突水地質災害的施工結構

有效

• 申請號: 201320107446.5
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN203097902U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 胡平;楊育生;肖辰裕;韓定海;黃元慶;康辰;段小平;曹支才;朱緒飛
• 申請（專利權）人: 陜西省交通建設集團公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21F16/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王瑞玲

本實用新型涉及隧道施工地質災害處治領域，具體為一種處治巖溶隧道涌泥突水地質災害的施工結構。

在巖溶地區建設隧道，碰到的首要地質災害便是突泥涌水，國內外地下工程界為此付出過慘痛的代價。這是由于巖溶地區地質構造特殊，地形呈凹陷狀，圍巖裂隙、溶隙發育，隧道處在巖溶蓄水構造中，與地表水連通性好，隧道施工或運營過程中發生突泥涌水，與自然降雨有很大關系。目前大多采用?“地表整治與洞內堵水相結合”的治理方案，對洞頂地表實施河道鋪砌，對斜（豎）井井身及洞口地表進行注漿堵水，取得了明顯的成效。但是，上述治理方案，僅僅保證了施工順利，在實施正洞襯砌后，又出現新的問題：隧道工程未施工前，原來的巖溶孔道已形成天然的通道，二次襯砌完成后，原有的排泄通道被隔斷，巖溶孔道內的涌泥涌砂將縱橫向排水管、檢查孔、檢查井等排水系統淤塞或封堵，涌泥突水無法排泄，導致巖溶水在二次襯砌背后聚集，形成了承壓水，襯砌砼便在地下水的作用下局部出現開裂、位移等現象，進而危害隧道結構安全，無法保障正常運營。因此，維持水的排放或維持水的自然通道暢通是解決問題的關鍵。國內外巖溶隧道，為了保證結構穩定和正常運營，往往采用修筑泄水洞的辦法由洞內向洞外低標高處排泄涌泥積水，雖然達到了目的，但明顯存在諸多弊端——施工周期較長、建設成本偏高、環保負面影響大等弊端。

本實用新型為了解決現有巖溶隧道發生突泥涌水后采用現有方法存在施工周期長、成本高、處理效果不好等問題，提供一種處治巖溶隧道涌泥突水地質災害的施工結構。

本實用新型是采用如下技術方案實現的：一種處治巖溶隧道涌泥突水地質災害的施工結構，包括兩個平行設置的隧道主洞，以及位于兩個隧道主洞之間并且與其貫通的車行橫洞、人行橫洞及臨時施工通道，本實用新型的創新點在于還包含間隔設置于兩個隧道主洞中間、低于隧道主洞設計標高的泄水沉沙池，每個泄水沉沙池的兩端分別與相應的車行橫洞和臨時施工通道連通，每個泄水沉沙池下游設有反坡式出沙通道，泄水沉沙池上游設有施工通道，沿泄水沉沙池內壁環向設置發散狀泄水減壓鉆孔。采用本實用新型的結構設計，將作用于主洞襯砌外的承壓水通過發散狀泄水減壓鉆孔吸引至泄水沉沙池內，給地下水以出路，以形成新的地下水循環，從而大大緩解或抵消了巖溶涌泥突水對隧道結構形成的危害，同時泄水沉沙池上部積水利用自然坡降流入隧道主洞排水系統的中心水溝，池中泥沙待上部積水抽干后，在枯水季節用出渣機械清理下部淤積的泥沙，經反坡式出沙通道由汽車裝卸至規定棄碴場，此外將泄水沉沙池設置于既有的車行橫洞和臨時施工通道之間，依托既有隧道的橫洞而布設，既有利于施工工作面拓展，又節約了建設成本、加快了施工進度。

所述的泄水沉沙池與其上游的反坡式出沙通道及下游的施工通道在縱斷面上呈凹形，該結構設計既有利于排泄隧道襯砌外的巖溶孔道中泥沙，也利于地下水的集中排放，而且施工方便。

所述的泄水沉沙池與其上游的反坡式出沙通道及下游的施工通道在縱斷面上呈凹形，該結構設計既有利于排泄隧道襯砌外的巖溶孔道中泥沙，也利于地下水的集中排放，而且施工方便。

與現有技術相比，本實用新型所述沉沙洞池作為國內隧道中首先啟用的結構措施，對涌泥涌砂治理及隧道按期通車起到了明顯作用，主要從以下幾個方面體現了其優越性：

從工期方面看：本結構施工長度較短，施工工期短，保證了隧道主洞按期通車，如若采用泄水洞排水，泄水洞設計長度要在6.3km左右，需要的施工時間遠遠大于沉沙洞室施工時間，對主隧道的按期通車不能保證；

從經濟方面看：沉沙池依既有橫洞布設，既有利于施工工作面拓展，又節約了建設成本、加快了施工進度，其長度遠小于泄水洞，工程投資成倍減少，既使考慮到多年的運營維護費用，也遠小于泄水洞的一次性施工投入；

從技術方面看：沉沙池長度小，斷面大，短距離施工優勢明顯，而泄水洞長度大，斷面小，長距離施工困難多，所以從工程技術上看，沉沙洞室要容易的多；

從使用效果看：經實踐驗證，沉沙池投入運營以來，地表沒有出現沉降，泄水通道也沒有堵塞，隧道二襯結構沒有發生變形，說明隧道結構處于穩定，保證了隧道運營通車的安全；

從使用效果看：經實踐驗證，沉沙池投入運營以來，地表沒有出現沉降，泄水通道也沒有堵塞，隧道二襯結構沒有發生變形，說明隧道結構處于穩定，保證了隧道運營通車的安全；

從環保效益看：泄水洞將泥砂排泄于洞外自然河流中，造成的負面環保效應不言而喻；而沉沙池將泥砂沉淀于池內進行集中處理，其環保效果良好。