[發明專利]一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法

在審

• 申請號: 202010068338.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111206933A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 張志強;譚因軍;陶偉明;陳昕;卿偉宸;張磊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21F16/02
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 曾克

1.一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、隧道施工迫近巖溶富水地段時，采用超前地質預報方法，預測地下水發育情況和地層信息；

步驟2、采用超前水平鉆孔鉆設探水孔，通過探水孔探測巖溶富水地段的涌水位置、涌水量、涌水壓；

步驟3、根據預測的涌水位置，在隧道輪廓線內開挖掌子面先行導坑進行排水降壓，所述先行導坑位于排水量最大鉆孔所在區域；

步驟4、采用超前小導管注漿，對隧道進行超前支護，形成注漿圈隔水，阻擋地下水流入掌子面前方圍巖；

步驟5、進行隧道洞身開挖作業，對探水孔進行封堵，采用控制爆破開挖洞身。

2.根據權利要求1所述的穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，在步驟5之后還包括：

步驟6、采用監控量測手段，動態監測圍巖收斂和隧道拱頂沉降，指導施工現場，及時優化調整施工措施。

3.根據權利要求2所述的穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，每2次循環設置一處監測點，測量頻率每天2～4次，動態監測圍巖收斂和隧道拱頂沉降，所述循環為洞身爆破開挖循環進尺。

4.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，在步驟1中，采用TSP203地質探測儀探測掌子面前方100m～200m范圍內的圍巖。

5.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，在步驟2中，將隧道掌子面劃分為等面積的五個區域，鉆設5個掌子面超前水平探水孔，上排2個淺孔，下排3個深孔，所述深孔深度大于淺孔的深度。

6.根據權利要求5所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，所述淺孔的直徑為50mm，鉆孔縱向外插角為10°～12°，鉆孔深度30～50m；所述深孔的直徑為101～225mm，鉆孔縱向外插角為2°～4°，鉆孔深度120～200m。

7.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，步驟3所述先行導坑位于3個深孔中排水量最大孔所在區域，沿著隧道底面進行開挖，直徑為2～5m，掘進長度為20m，施工過程中始終保持先行導坑超前隧道掌子面15～20m。

8.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，在步驟4中，超前小導管布設在掌子面拱頂部位120°范圍內，直徑為50mm，環向間距30cm，長度為5m，外插角20°，小導管搭接長度為1m，注漿加固掌子面前方上部巖土體，形成加固堵水注漿圈。

9.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，在步驟5中，將堵水后的探水孔作為炮孔使用。

10.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，隧道每掘進30～50m重新鉆設淺孔，通過探水孔噴水距離，預測掌子面前方30～50m范圍內的涌水量和突水壓力；隧道每掘進120～200m重新鉆設深孔，通過深鉆孔排水量判定前方掌子面涌水位置，對比3個深孔排水量，排水量最大的深孔所在區域為最有可能發生涌突水位置。

11.根據權利要求1所述的一種穿越巖溶富水地段的隧道施工方法，其特征在于，所述控制爆破開挖洞身的爆破進尺為2m。