[发明专利]一种高速公路隧道穿越断层破碎带富水空洞区的施工方法

说明书

本发明公开了一种高速公路隧道穿越断层破碎带富水空洞区的施工方法，包括以下步骤：构建富水区域隧道突泥、突水判别模式；确定调整公路隧道富水空洞区的施工区域；确定空洞区范围，并设置封堵墙；当洞口隧道遇见富水区空洞区时，排水泄压；混凝土回添。本发明的上述方法，施工成本低、安全性高、操作性强，施工效果好。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种高速公路隧道穿越断层破碎带富水空洞区的施工方法。

背景技术

随着经济持续高速发展，我国正加大力度开展基础设施建设。其中，高速公路隧道作为沟通城市的重要环节，许多施工难题亟待工程技术人员进行攻克。高速公路隧道在施工过程中经常遭遇岩溶、采空区、断层等各种不良地质条件，时常诱发隧道突泥、突水、塌方、岩爆、有害气体扩散等灾害，其不但影响施工进度，而且也会对人民生命财产安全造成严重的影响。因此，针对高速公路隧道施工过程中碰到的各类难题进行合理有效地施工，具有重要的科学研究意义及工程应用价值。

高速公路隧道选线经过的山岭，因地质成因存在许多的断层破碎带，因雨水的冲刷而形成富水空洞。而目前高速公路隧道施工过程中时常碰到的断层破碎带富水空洞问题，其施工措施通常为注浆堵水或引洞排水。针对高速公路隧道掘进过程中穿越断层破碎带富水空洞区问题，国内外鲜有报道。因此，暂时未形成有效经济的施工措施，亟待建立一种可靠的高速公路隧道穿越断层破碎带富水空洞区施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速公路隧道穿越断层破碎带富水空洞区的施工方法，上述方法可以保障高速公路隧道安全施工，有效解决隧道施工遇到的富水空洞区。

本发明提供的一种高速公路隧道穿越断层破碎带富水空洞区的施工方法，包括以下步骤：

构建富水区域隧道突泥、突水判别模式；

确定调整公路隧道富水空洞区的施工区域；

确定空洞区范围，并设置封堵墙；

当洞口隧道遇见富水区空洞区时，排水泄压；

混凝土回添。

可选地，富水区域隧道突泥、突水判别模式通过TSP地震波探测仪预测隧道工作面前方100～150m的地质特征；地质雷达探测法具体确定掌子面进深10～30m内目标物的深度和位置；在掘进工作面上布设超前探孔，采用地质钻机进行超前钻探，地质探测一般设计长度为30～50m。在钻探中进行地质解释图的绘制和涌水量测试，判断掘进工作面前方地层含水情况。

可选地，地质雷达预测并结合掌子面地质素描，根据探测的地质剖面图，推断掌子面进深10～30m围岩具体状况，绘制出地质解释图；通过人工手持风钻或台车液压钻机对工作面深度5～8m进行补充加密钻探，对空洞区范围进行具体探测。

可选地，封堵墙远离空洞区，距离空洞区的施工距离为大于1.1倍隧道直径，小于2.0倍隧道直径；封堵墙采用C20混凝土进行施工。

可选地，空洞区含水量，即超前探孔单孔出水量大于3m3/h，小于15m3/h时，即在已探明隧道前方空洞区对应掌子面从上至下平均分三排进行打孔，每排泄水孔的数量不少于8个，钻孔的直径为30mm，此种排水泄压可防止空洞区发生涌水突泥，可使空洞区泥水进行可控性的释放。

可选地，空洞区含水量大于15m³/h或有连续水流采用如下步骤：

帷幕注浆止水；

打设钻孔，即在已探明隧道前方空洞区对应掌子面从上至下平均分五排进行打孔，每排泄水孔的数量大于8个，钻孔的直径为30mm，排水泄压。

其中，帷幕注浆止水的步骤：止浆盘施工→钻孔→测涌水量→设置注浆管→注浆材料准备→注浆→钻检查孔→测渗漏水水量→补充注浆→注浆结束。