[发明专利]用于充填可流失砂层溶洞排水的高位泄水洞结构施工方法

说明书

本发明公开了一种用于充填可流失砂层溶洞排水的高位泄水洞结构施工方法，具体为：在暗河段的横洞下拉U型槽，由横洞下坡至涵洞内；施作下穿隧道正洞的涵洞，泄水洞后期以涵洞为施工通道进行施作，泄水洞设置于隧道正洞和暗河或溶洞区之间，泄水洞与隧道正洞相交于横洞处，在暗河或溶洞区一侧距离隧道正洞中线40m位置转向与隧道正洞平行；泄水洞在平行隧道正洞的暗河或溶洞区范围内设置多组集水钻孔组。本发明证暗河段水能得到有效排泄，发挥泄水降压作用，避免隧道周边溶洞充填物流失、衬砌排水系统失效、地下水危及隧道结构及运营期间安全。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于充填可流失砂层溶洞排水的高位泄水洞结构施工方法。

背景技术

岩溶现象作为一种常见的地质现象在我国分布广泛，尤其在西南地区较为显著。对于位于水平循环带内的岩溶隧道而言，地下水系统及暗河十分发育，隧道施工及运营期间的岩溶问题也更为突出。尤其是当隧道穿越可流失砂层地层时，隧道洞周岩溶充填物在地下流水作用下将出现流失风险，改变施工期隧道周边应力场，致使溶腔出现坍塌的可能性，并在运营期对衬砌受力造成不利的影响。

现有对岩溶隧道隧道衬砌保护措施包括设置泄水孔、降压孔，设置平行泄水洞，加强衬砌结构等措施以便于降低岩溶水对隧道结构的侵蚀，维护运营期隧道的安全。但由于某些岩溶隧道地下水系及暗河发育，隧道周围溶洞填充物易流失，在丰水期依旧存在暗河水冲刷岩溶地层含砂填充流失以及隧道洞身承受较大水压的风险。

发明内容

为保证暗河段水能得到有效排泄，发挥泄水降压作用，避免隧道周边溶洞充填物流失、衬砌排水系统失效、地下水危及隧道结构及运营期间安全。本发明提供一种用于充填可流失砂层溶洞排水的高位泄水洞结构施工方法。

本发明的一种用于充填可流失砂层溶洞排水的高位泄水洞结构，具体为：泄水洞设置于隧道正洞和暗河或溶洞区之间，泄水洞与隧道正洞相交于横洞处，交角为90°，在暗河或溶洞区一侧距离隧道正洞中线40m位置转向与隧道正洞平行。

泄水洞以同尺寸的涵洞下穿隧道正洞至另一侧引入横洞，标高较横洞底低5m；在横洞的横洞中线设置U型槽，由横洞100‰下坡至涵洞内。

泄水洞在平行隧道正洞的暗河或溶洞区范围内设置多组集水钻孔组。

进一步的，泄水洞洞身坡度为3‰、100‰、30‰、100‰上坡，全长180m。

进一步的，涵洞和U型槽采用素混凝土回填，并设置盖板沟槽，盖板沟槽与既有横洞沟槽顺接过渡至洞口。

进一步的，集水钻孔组径向间距6～10m，每组集水钻孔组含5个集水钻孔，集水钻孔与泄水洞衬砌角度均为45°，长10m。

本发明的一种用于充填可流失砂层溶洞排水的高位泄水洞结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在暗河段的横洞下拉U型槽，U型槽开挖前，先施作围檩及钢筋混凝土横撑；U型槽开挖采用逐级非爆开挖，单级开挖深度不超过2m，开挖深度大于2m时，采用型钢双拼于U型槽中部进行临时支护。

步骤2：施作下穿隧道正洞的涵洞；涵洞采用框架涵，框架涵尺寸与泄水洞断面内净空尺寸相同，框架涵除下穿隧道正洞外还需引入横洞方向5-10m；涵洞施工前需对下穿段隧道正洞初支钢架增设锁脚锚杆各四组，长度为3m，每组2根；涵洞开挖时，逐级非爆开挖，单级开挖深度不超过2m，开挖面采用锚网喷防护，具体支护参数根据规范进行设计；当涵洞开挖高度到达2m时，涵洞中部采用型钢双拼进行临时横撑支护，涵洞施工完毕后两侧隧底以下空间采用混凝土回填密实。

步骤3：待铺架完毕后，泄水洞后期以涵洞为施工通道进行施作；泄水洞采用钻爆法开挖、锚喷构筑法施工，并对支护结构体系变形进行监控量测，进而分析评判其稳定性。