[發明專利]水下靶點封堵鐵路隧道深豎井突涌水構造及施工方法

在審

• 申請號: 202010726947.6
• 申請日: 2020-07-26
• 公開（公告）號: CN111911193A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 朱廷宇;楊昌宇;王喚龍;邸成;范圣明;朱勇;宋智來;劉黎;范磊;王貴虎;李昕暉;劉建兵;曾勁;曾云川;桂林崗;徐軍;黃智;胡金星
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

水下靶點封堵鐵路隧道深豎井突涌水構造及施工方法，以實現安全、快速的處理鐵路隧道深豎井突涌水災害。包括地下水封堵結構和靶向注漿加固結構；所述地下水封堵結構包括在環狀井壁襯砌內由底部井內渣體向上依次設置的碎石注漿封堵層、水泥漿止水層和平底型混凝土止漿墊構成，其中碎石注漿封堵層的厚度大于突涌水潰口的高度。平底型混凝土止漿墊的下部突破井壁襯砌嵌入巖體內。靶向注漿加固結構包括靶向注漿孔和靶向注漿加固體，靶向注漿孔由平底型混凝土止漿墊頂面為平臺鉆設，傾斜向下穿過井壁襯砌進入突涌水潰口周圍的軟弱巖體內，靶向注漿加固體是通過各靶向注漿孔向軟弱巖體壓注水泥漿液，水泥漿液凝固后所形成的加固體。

技術領域

本發明涉及鐵路隧道，特別涉及水下靶點封堵鐵路隧道深豎井突涌水構造及施工方法。

背景技術

近年來我國鐵路隧道工程蓬勃發展，特別是西部山區涌現出大量特長隧道及多座深大豎井，而隨著川藏鐵路及其他山區鐵路的規劃建設，受控于山區地形地貌，特長隧道輔助坑道將采用越來越多的深豎井。

對于豎井工程，突涌水淹井無疑為最大的施工風險之一，而以往豎井工程也曾發生過多起突涌水淹井事故，給人員安全及工程造成了極大的損失。目前國內外對于豎井突涌水災害處理主要分為兩大類，一類為“強排疏干”，另一類為“先堵后排”，其中“強排疏干”為配置大于出水點最大涌水量的抽排水設備，將井筒內地下水通過強排抽至工作面后再進行后續堵水作業；“先堵后排”則為先行對地下水出水點進行封堵，而后將井內地下水抽排，此類處理又主要分為水下混凝土封底后排水及水下拋碴注漿封底后排水兩種處理方法。

針對鐵路隧道深豎井，由于其地下水水壓高，加之巖體裂隙發育且不規律，突涌水災害處理與常規豎井有極大的不同。“強排疏干”處理方法受制于地下水涌水量工程投資不可控，且抽排后在高壓水的環境下直接進行堵水作業風險極高。水下混凝土封底后排水處理方法無法保證止水材料構筑的連續性，將導致止水層后期形成發育各向且膠結不密實的施工縫，止水層的效果難以保證，為后續工作面施工帶來不可忽視的安全隱患。水下拋碴注漿封底后排水處理方法對碴的材料和粒徑、級配要求較高，且漿液在高壓水作用下于碴堆中擴散不均，易形成注漿盲區。

綜上，常規的豎井突涌水災害處理技術對于鐵路隧道深豎井而言存在諸多弊端，高壓地下水封堵效果難以保證，且多未涵蓋突涌潰口封堵這一處理的關鍵，故針對鐵路隧道深豎井突涌水處理技術成為了鐵路隧道深豎井修建的迫切需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水下靶點封堵鐵路隧道深豎井突涌水構造，以實現安全、快速的處理鐵路隧道深豎井突涌水災害。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的水下靶點封堵鐵路隧道深豎井突涌水構造，其特征是：包括地下水封堵結構和靶向注漿加固結構；所述地下水封堵結構包括在環狀井壁襯砌內由底部井內渣體向上依次設置的碎石注漿封堵層、水泥漿止水層和平底型混凝土止漿墊構成，其中碎石注漿封堵層的厚度大于突涌水潰口的高度；所述平底型混凝土止漿墊的下部突破井壁襯砌嵌入巖體內；所述靶向注漿加固結構包括靶向注漿孔和靶向注漿加固體，靶向注漿孔由平底型混凝土止漿墊頂面為平臺鉆設，傾斜向下穿過井壁襯砌進入突涌水潰口周圍的軟弱巖體內，靶向注漿加固體是通過各靶向注漿孔向軟弱巖體壓注水泥漿液，水泥漿液凝固后所形成的加固體。

本發明所要解決的另一技術問題是提供上述水下靶點封堵鐵路隧道深豎井突涌水構造的施工方法，該方法包括如下步驟：

①下放注漿管路至井內渣體上方，并下拋一定厚度的碎石形成碎石墊層；

②下放水泥漿輸漿管路至碎石墊層上方，并灌注水泥漿形成水泥漿止水層；

③水泥漿止水層養護完成后利用注漿管路注漿封閉碎石墊層，形成碎石注漿封堵層，碎石注漿封堵層的厚度大于突涌水潰口的高度；

④進行井筒抽排水，排除井壁襯砌內的積水；