[實(shí)用新型]一種碎屑流地層大斷面隧道突水突泥治理結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922204694.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211081891U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/10
• 分類號(hào): E21D11/10;E21D11/38;E21F16/02
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 景麗娜

1.一種碎屑流地層大斷面隧道突水突泥治理結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括對(duì)所施工隧道(1)的掌子面進(jìn)行封堵的掌子面封堵結(jié)構(gòu)、對(duì)所施工隧道(1)掌子面前方巖層進(jìn)行加固的洞周超前加固結(jié)構(gòu)和對(duì)所施工隧道(1)掌子面前方巖層內(nèi)的地下水進(jìn)行排水的地下水排水結(jié)構(gòu)，所施工隧道(1)呈水平布設(shè)且其隧道洞分為上部洞體(1-1)和位于上部洞體(1-1)正下方的下部洞體(1-2)，所述上部洞體(1-1)與下部洞體(1-2)之間的分界面為水平面；所述隧道洞的開(kāi)挖高度大于10m，所述上部洞體(1-1)的開(kāi)挖高度為6.5m～8m，所述下部洞體(1-2)的開(kāi)挖高度為3.5m～4.5m；

所述掌子面封堵結(jié)構(gòu)包括對(duì)上部洞體(1-1)的開(kāi)挖面進(jìn)行封堵的止?jié){墻(2)和對(duì)下部洞體(1-2)的開(kāi)挖面進(jìn)行封堵的下部封堵層(1-4)，所述下部封堵層(1-4)位于下部洞體(1-2)的開(kāi)挖面后方，所述下部封堵層(1-4)為位于止?jié){墻(2)下方的未開(kāi)挖巖層或由對(duì)所施工隧道(1)進(jìn)行開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生的渣石回填形成的回填層，所述下部封堵層(1-4)的上表面為水平面且其上表面與所述上部洞體(1-1)的底面呈水平布設(shè)；所述止?jié){墻(2)呈豎直向布設(shè)的混凝土墻且其厚度為1.8m～2.5m，所述止?jié){墻(2)且其橫截面形狀與上部洞體(1-1)的橫截面形狀相同，所述止?jié){墻(2)分為上部墻體和位于所述上部墻體正下方的下部墻體，所述上部墻體的中部高度為h1，其中h1的取值范圍為4.5m～5.5m；所述下部墻體后側(cè)設(shè)置有上部回填層(3)，所述上部回填層(3)為由對(duì)所施工隧道(1)進(jìn)行開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生的渣石回填形成的回填層，所述上部回填層(3)的上表面為水平面；所述下部封堵層(1-4)和上部回填層(3)組成下部封堵結(jié)構(gòu)，所述下部封堵結(jié)構(gòu)的后端面為待封堵面，所述待封堵面為由前向后逐漸向下傾斜的傾斜面；所述待封堵面上設(shè)置有一層后部封堵層(4)，所述后部封堵層(4)為向所述待封堵面上噴射一層混凝土后形成的混凝土噴射層；所述上部回填層(3)上部平鋪有一層上部封堵層(5)，所述上部封堵層(5)呈水平布設(shè)且其上表面與所述下部墻體的上表面相平齊，所述上部封堵層(5)為由一層澆筑于上部回填層(3)上混凝土形成的混凝土層；所述上部封堵層(5)后部與后部封堵層(4)上部連接且二者組成對(duì)所述下部封堵結(jié)構(gòu)進(jìn)行封堵的外部封堵層；

所述洞周超前加固結(jié)構(gòu)為通過(guò)四組注漿孔對(duì)所施工隧道(1)掌子面前方巖層進(jìn)行加固后形成的帷幕注漿加固結(jié)構(gòu)，每組所述注漿孔均包括多個(gè)帷幕注漿孔(6)，每個(gè)所述帷幕注漿孔(6)均為經(jīng)所述上部墻體由后向前鉆進(jìn)至巖層內(nèi)的注漿孔；

四組所述注漿孔分別為A組注漿孔、B組注漿孔、C組注漿孔和D組注漿孔，A組注漿孔、B組注漿孔和C組注漿孔中所有帷幕注漿孔(6)的前端均布設(shè)于同一隧道橫斷面上，A組注漿孔、B組注漿孔和C組注漿孔中各帷幕注漿孔(6)前端所處的隧道橫斷面為注漿前斷面(10)，所述注漿前斷面(10)與止?jié){墻(2)后端面之間的水平間距為K1，K1的取值范圍為28m～32m；

所述注漿前斷面(10)上A組注漿孔中的所有帷幕注漿孔(6)注漿完成后形成外側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)，所述注漿前斷面(10)上B組注漿孔中的所有帷幕注漿孔(6)注漿完成后形成中間注漿加固結(jié)構(gòu)，所述注漿前斷面(10)上C組注漿孔中的所有帷幕注漿孔(6)注漿完成后形成內(nèi)側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)；所述外側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)和所述內(nèi)側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)均為對(duì)所施工隧道(1)的周側(cè)圍巖進(jìn)行整體加固的拱形加固結(jié)構(gòu)，所述外側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)和所述中間注漿加固結(jié)構(gòu)連接為一體且二者的橫截面形狀均與所施工隧道(1)的拱墻橫截面形狀相同；所述外側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)位于所施工隧道(1)的拱墻開(kāi)挖輪廓線外側(cè)，所述外側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)的拱頂與所施工隧道(1)拱頂之間的間距為K3，K3的取值范圍為4.5m～5.5m；所述內(nèi)側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)為對(duì)上部洞體(1-1)所處區(qū)域的巖層進(jìn)行整體加固的加固結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)側(cè)注漿加固結(jié)構(gòu)與所述中間注漿加固結(jié)構(gòu)連接為一體；

所述D組注漿孔中所有帷幕注漿孔(6)的前端均布設(shè)于同一隧道橫斷面上，D組注漿孔中各帷幕注漿孔(6)前端所處的隧道橫斷面為注漿中部斷面(11)，所述注漿中部斷面(11)與止?jié){墻(2)后端面之間的水平間距為K2，K2的取值范圍為16m～18m；

所述注漿中部斷面(11)上D組注漿孔中的所有帷幕注漿孔(6)注漿完成后形成中部注漿加固結(jié)構(gòu)，所述中部注漿加固結(jié)構(gòu)為對(duì)所施工隧道(1)的周側(cè)圍巖進(jìn)行整體加固的拱形加固結(jié)構(gòu)，所述中部注漿加固結(jié)構(gòu)的橫截面形狀與所施工隧道(1)的拱墻橫截面形狀相同；所述中部注漿加固結(jié)構(gòu)位于所施工隧道(1)的拱墻開(kāi)挖輪廓線外側(cè)，所述中部注漿加固結(jié)構(gòu)的拱頂與所施工隧道(1)拱頂之間的間距為K2；

所述地下水排水結(jié)構(gòu)包括多根由前向后將所施工隧道(1)掌子面前方巖層內(nèi)的地下水排出的排水管(7)，所述排水管(7)的后端伸出至后部封堵層(4)后方，所述排水管(7)的前端經(jīng)下部封堵層(1-4)后伸入至下部封堵層(1-4)前方的巖層內(nèi)；所述下部封堵層(1-4)前方的巖層、后部封堵層(4)和下部封堵層(1-4)內(nèi)均開(kāi)有供排水管(7)安裝的排水孔。