[實(shí)用新型]一種隧道綜合泄水、降水、減壓系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620038554.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205330731U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊保旭;李紅陽(yáng);張明雙;李紅峰;邢曉鋒;李德武;馬學(xué)寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司
• 主分類號(hào): E21F16/02
• 分類號(hào): E21F16/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種第三系砂泥巖隧道涌水涌泥段洞內(nèi)泄水、地表降水、綜合減壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)大規(guī)模、現(xiàn)代化、高標(biāo)準(zhǔn)的城市道路與交通運(yùn)輸工程建設(shè)，隧道工程的數(shù)量和建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，并且通過(guò)的地質(zhì)條件也越來(lái)越復(fù)雜，第三系砂泥巖就是一種復(fù)雜的地質(zhì)圍巖。第三系砂泥巖的特點(diǎn)：主要成分為粘土礦物，含少量粉砂質(zhì)，其中粉砂含量為25%—50%、粘土含量為75%—50%，遇水易軟化、沖蝕；圍巖自穩(wěn)能力差、破碎、膨脹、強(qiáng)度低；節(jié)理裂隙發(fā)育等。上述特點(diǎn)導(dǎo)致在第三系砂泥巖地層中修建隧道存在一定的技術(shù)難題，其中對(duì)隧道富集水區(qū)域泄水降壓施工尤為顯著，所以在第三系砂泥巖隧道修建中如何實(shí)施泄水降壓方案變得甚為重要。

當(dāng)隧道在第三系砂泥巖施工中，砂泥巖易被水軟化、沖蝕，且?guī)r石飽和抗壓強(qiáng)度低（極軟巖），失水易開(kāi)裂崩解，遇水軟化膨脹，強(qiáng)度急劇降低，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖軟弱破碎，穩(wěn)定性差，在地下水發(fā)育情況下極易出現(xiàn)變形、塌方，甚至涌水突泥等風(fēng)險(xiǎn)。

隧道發(fā)生涌水涌泥可導(dǎo)致以下災(zāi)害：

（1）造成工程災(zāi)害和人員傷亡。第三系砂泥巖地區(qū)具有富水、富泥砂特征，當(dāng)隧道在修建過(guò)程中發(fā)生特大突水時(shí)，常伴隨涌泥、涌砂，從而淹沒(méi)隧道、沖毀機(jī)具，輕則中斷施工，重則造成隧道廢棄易址，更甚者會(huì)造成重大的人員傷亡，如宜萬(wàn)線鐵路馬鹿等隧道平導(dǎo)施工上覆溶腔水體壓裂拱部圍巖，發(fā)生特大突水災(zāi)害，最大突水量高達(dá)30×104m3/h，造成11人死亡。

（2）誘發(fā)地面附帶地質(zhì)災(zāi)害。隧道涌水造成地表塌陷、地表沉降，嚴(yán)重破壞了地表農(nóng)田和居民生活、生產(chǎn)水資源的平衡，潛在的突水通道為強(qiáng)降雨地表水的滲入提供了條件，嚴(yán)重威脅隧道內(nèi)施工期和建成后運(yùn)營(yíng)期的安全。

（3）破壞水資源系統(tǒng)的平衡。隧道涌水涌泥將不可避免地引起地下水循環(huán)系統(tǒng)的紊亂，短時(shí)間內(nèi)大量動(dòng)力勢(shì)能的釋放打破了水資源系統(tǒng)的原有平衡，主要表現(xiàn)在水資源枯竭和污染兩個(gè)方面。

（4）其它潛在性危害。由于涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害極大程度上改變了圍巖應(yīng)力狀態(tài)和地下水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，其危害性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于爆發(fā)初期的假象，潛在的災(zāi)害仍難以預(yù)料，諸如涌水通道二次涌水、季節(jié)性蓄水構(gòu)造復(fù)活以及區(qū)域性應(yīng)力突變等等。

由此可知，隧道發(fā)生涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害時(shí)不僅會(huì)帶來(lái)施工技術(shù)難題，也使得圍巖和水體的自然平衡發(fā)生重大的破壞。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種當(dāng)隧道在第三系砂泥巖施工中，可以有效的控制隧道變形、塌方，防止出現(xiàn)涌水突泥等災(zāi)害，同時(shí)降低施工難度，確保工程質(zhì)量和安全的隧道綜合泄水、降水、減壓系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：它包括地表向正洞，在地表向正洞左、右兩側(cè)各設(shè)一排地表降水井，每排地表降水井都包括前后排列的若干個(gè)地表降水井，在地表向正洞附近設(shè)平導(dǎo)洞，平導(dǎo)洞向地表向正洞斜上方處設(shè)泄水孔，地表向正洞基底和平導(dǎo)洞基底都設(shè)有隧道基底降水井，地表向正洞拱頂斜向前上方設(shè)若干道斜向泄水孔，地表向正洞的拱頂上方設(shè)正洞豎直泄水孔，平導(dǎo)洞拱頂上方設(shè)平導(dǎo)洞豎直泄水孔。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、地表向正洞兩側(cè)都設(shè)有降水井，成功降低了隧道洞身拱頂水頭水壓，使圍巖變形得到有效控制，防止了富水砂泥巖地層地下水向下滲漏。

2、增設(shè)平導(dǎo)洞不但增加了掘進(jìn)工作掌子面而且對(duì)隧道洞身的水壓起到了分壓的效果，減小了外部水壓對(duì)隧道襯砌支護(hù)的的擠壓變形，很好的保護(hù)了工程質(zhì)量和安全。

3、地表向正洞和平導(dǎo)洞都設(shè)有隧道基底降水井，將隧道周圍巖體的滲流水系、裂隙水系匯集，使隧道環(huán)境處于一種干燥狀態(tài)，有利于機(jī)械化施工。

4、地表向正洞和平導(dǎo)洞拱部的各泄水孔將洞身上部水系成功分流，避免了較大水流對(duì)拱頂圍巖的沖擊，減小了土體的濕度，有效提高地層物理力學(xué)性能指標(biāo)，抑制支護(hù)體系的變形。

5、通過(guò)隧道綜合泄水、降水、減壓系統(tǒng)，避免了塌方、變形、涌水涌泥等地質(zhì)災(zāi)害，提高了土體固結(jié)強(qiáng)度，增加了土體有效應(yīng)力，能夠保證隧道施工安全，加快隧道施工進(jìn)度。

附圖說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

參照?qǐng)D1，它包括地表向正洞5，在地表向正洞5左、右兩側(cè)各設(shè)一排地表降水井1，每排地表降水井都包括前后排列的若干個(gè)地表降水井，在地表向正洞附近設(shè)平導(dǎo)洞2，平導(dǎo)洞向地表向正洞斜上方處設(shè)泄水孔3，地表向正洞基底和平導(dǎo)洞基底都設(shè)有隧道基底降水井4，地表向正洞拱頂斜向前上方設(shè)若干道斜向泄水孔6，地表向正洞的拱頂上方設(shè)正洞豎直泄水孔7，平導(dǎo)洞拱頂上方設(shè)平導(dǎo)洞豎直泄水孔8。