[發明專利]一種高速公路隧道穿越斷層破碎帶富水空洞區的施工方法

在審

• 申請號: 201911380350.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111119951A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李建旺;朱純慧;鐘月建;劉海濤;于曉杰;毛飛龍;周喻
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團第一工程有限公司
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D11/10;E21F16/02
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 李建華

本發明公開了一種高速公路隧道穿越斷層破碎帶富水空洞區的施工方法，包括以下步驟：構建富水區域隧道突泥、突水判別模式；確定調整公路隧道富水空洞區的施工區域；確定空洞區范圍，并設置封堵墻；當洞口隧道遇見富水區空洞區時，排水泄壓；混凝土回添。本發明的上述方法，施工成本低、安全性高、操作性強，施工效果好。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，具體涉及一種高速公路隧道穿越斷層破碎帶富水空洞區的施工方法。

背景技術

隨著經濟持續高速發展，我國正加大力度開展基礎設施建設。其中，高速公路隧道作為溝通城市的重要環節，許多施工難題亟待工程技術人員進行攻克。高速公路隧道在施工過程中經常遭遇巖溶、采空區、斷層等各種不良地質條件，時常誘發隧道突泥、突水、塌方、巖爆、有害氣體擴散等災害，其不但影響施工進度，而且也會對人民生命財產安全造成嚴重的影響。因此，針對高速公路隧道施工過程中碰到的各類難題進行合理有效地施工，具有重要的科學研究意義及工程應用價值。

高速公路隧道選線經過的山嶺，因地質成因存在許多的斷層破碎帶，因雨水的沖刷而形成富水空洞。而目前高速公路隧道施工過程中時常碰到的斷層破碎帶富水空洞問題，其施工措施通常為注漿堵水或引洞排水。針對高速公路隧道掘進過程中穿越斷層破碎帶富水空洞區問題，國內外鮮有報道。因此，暫時未形成有效經濟的施工措施，亟待建立一種可靠的高速公路隧道穿越斷層破碎帶富水空洞區施工方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種高速公路隧道穿越斷層破碎帶富水空洞區的施工方法，上述方法可以保障高速公路隧道安全施工，有效解決隧道施工遇到的富水空洞區。

本發明提供的一種高速公路隧道穿越斷層破碎帶富水空洞區的施工方法，包括以下步驟：

構建富水區域隧道突泥、突水判別模式；

確定調整公路隧道富水空洞區的施工區域；

確定空洞區范圍，并設置封堵墻；

當洞口隧道遇見富水區空洞區時，排水泄壓；

混凝土回添。

可選地，富水區域隧道突泥、突水判別模式通過TSP地震波探測儀預測隧道工作面前方100～150m的地質特征；地質雷達探測法具體確定掌子面進深10～30m內目標物的深度和位置；在掘進工作面上布設超前探孔，采用地質鉆機進行超前鉆探，地質探測一般設計長度為30～50m。在鉆探中進行地質解釋圖的繪制和涌水量測試，判斷掘進工作面前方地層含水情況。

可選地，地質雷達預測并結合掌子面地質素描，根據探測的地質剖面圖，推斷掌子面進深10～30m圍巖具體狀況，繪制出地質解釋圖；通過人工手持風鉆或臺車液壓鉆機對工作面深度5～8m進行補充加密鉆探，對空洞區范圍進行具體探測。

可選地，封堵墻遠離空洞區，距離空洞區的施工距離為大于1.1倍隧道直徑，小于2.0倍隧道直徑；封堵墻采用C20混凝土進行施工。

可選地，空洞區含水量，即超前探孔單孔出水量大于3m3/h，小于15m3/h時，即在已探明隧道前方空洞區對應掌子面從上至下平均分三排進行打孔，每排泄水孔的數量不少于8個，鉆孔的直徑為30mm，此種排水泄壓可防止空洞區發生涌水突泥，可使空洞區泥水進行可控性的釋放。

可選地，空洞區含水量大于15m³/h或有連續水流采用如下步驟：

帷幕注漿止水；

打設鉆孔，即在已探明隧道前方空洞區對應掌子面從上至下平均分五排進行打孔，每排泄水孔的數量大于8個，鉆孔的直徑為30mm，排水泄壓。

其中，帷幕注漿止水的步驟：止漿盤施工→鉆孔→測涌水量→設置注漿管→注漿材料準備→注漿→鉆檢查孔→測滲漏水水量→補充注漿→注漿結束。