[发明专利]一种地下洞室涌水通道的置换处理结构及方法

说明书

本发明公开了一种地下洞室涌水通道的置换处理结构及方法，该处理结构包括在岩溶管道来水方向岩体中扩挖形成的沉砂池，沉砂池之后设有人工涵洞，人工涵洞与排水方向的管道相通；将岩溶管道与地下洞室空间内排水沟渠连通，形成可控的共同排水体系；同时，人工涵洞与排水沟渠之间设有连接通道，在该连接通道通道口设置双向水量控制阀。地下洞室高压大流量涌水通过本发明的技术方案处理后，涌水局部改变原有通道，经人工涵洞排泄至洞外；涌水点周围防渗固结圈承受地下水位升高产生的外水压力及起到防渗作用；径向排水孔泄压引排，洞室能保障干燥稳定。以短工期、低投入解决了地下洞室高压大流量涌水问题。

技术领域

本发明属于地下工程技术、地质学领域，涉及一种适用于隧道(洞)等地下洞室岩溶管道、断层构造等高压大流量集中涌水的处理方法。

背景技术

随着我国交通网的完善与西部水电资源开发，隧道(洞)等地下洞室建设向地形高、地质条件复杂的西部地区转移，我国隧道(洞)等地下洞室工程展现出洞线长、埋深大、地应力高、水压高、地下水补给丰富的特点。

隧道(洞)等地下洞室岩溶管道、断层构造涌水，若不采取措施治理，不仅严重影响施工安全和进度，而且对今后工程的运营和周边环境造成极为不利的影响。

根据涌水量流量及压力，涌水可划分为高压大流量型、高压小流量型，低压大流量型等。目前工程隧道涌水防治主要根据涌水特点，制定出针对性的防治策略。一般对于小流量型涌水，采用限量排放或者固结、防渗注浆方式一次性封堵；对于大流量涌水，采用分流泄压、注浆封堵或泄水洞的方式治理。

对于高压大流量涌水的处理方式均存在一定的缺陷，比如局部注浆封堵易造成水流窜动，引起其他洞段出水或水压增高，如全洞段封堵则造价过高；洞内分流泄压排水则加大了洞内排水系统压力。泄水洞方案虽能很好解决涌水问题，但对于深埋隧道泄水洞则具有所需线路长的特点，造成了工期长、造价高的缺陷。

因此，针对现深埋隧道高压大流量涌水工况，需根据其特点采用新的方案，以短工期、低投入解决涌水问题。

发明内容

本发明的目的在于系统解决隧道(洞)等地下洞室岩溶管道、断层构造等高压大流量集中涌水问题，维持天然过水通畅，充分利用洞室排水系统泄流降压，利用围岩防渗固结圈承担短暂性外水压力，保证地下洞室内的结构稳定和干燥，保证地下洞室长期运行安全可靠。封堵隧道范围内的天然管道，通过人工涵洞置换原过水通道，保证天然的径流通道的畅通；设置沉砂池，防止通道的淤塞；设置防水检修门，通道内可清理沉渣，可维修；涵管与隧道(洞)排水沟通过双向闸阀相连，可利用隧道(洞)排水系统补充排泄天然管道排泄能力的不足；对隧道(洞)围岩进行防渗固结灌浆，形成防渗固结圈承担排泄能力不足造成的水位短暂性壅高产生的外水压力；固结圈内设置排水孔，排泄固结圈内的少量水流，保证洞内的干燥和结构的安全。

隧道(洞)等地下洞室开挖常常遇到集中的高压大流量涌水，可能是揭露了岩溶地区的暗河系统管道，也可能是大型的断层构造。涌水的管道或断层天然条件下为一个补给、径流和排泄较为稳定的地下水系统，地下洞室开挖如果遭遇管道或断层会破坏其径流通道，影响其泄水能力。管道或断层区岩体本身很破碎，地下洞室开挖后形成松弛圈，进一步降低围岩的抗渗能力和稳定水平。管道或断层涌水区域地下水压力不均衡，枯期可能水量较小，暴雨后由于排泄能力有限，造成地下水位迅速升高，外水压力增大，集中涌水的周边也将出水，并影响洞室围岩的稳定和衬砌结构的安全，洞室不能安全稳定的运行。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种地下洞室涌水通道的置换处理结构，包括在岩溶管道来水方向岩体中扩挖形成的沉砂池，沉砂池之后设有人工涵洞，人工涵洞与排水方向的管道相通；将岩溶管道与地下洞室空间内排水沟渠连通，形成可控的共同排水体系；同时，人工涵洞与排水沟渠之间设有连接通道，在该连接通道通道口设置双向水量控制阀。

进一步的，在岩溶管道上影响洞室稳定的管段进行封堵形成封堵体。