[发明专利]一种隧道突涌水引发的地表塌坑的治理方法

权利要求书

1.一种隧道突涌水引起的地表塌坑的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)坑底阻渗层施作

在山顶施作钻孔至塌坑底部往下2-5m位置处，利用地质套管灌注水泥浆形成坑底阻渗层；

(2)塌坑回填

隧道衬砌施作完成并达到设计强度后，采用分层压实的方法进行回填，分层厚度根据土质设置为2-3m，每隔两层层间采用土工格栅分隔支撑，减轻回填土对隧道灾害影响范围岩土体的扰动作用；

(3)地表处理

将塌坑范围用告示牌隔离，清除周边杂物，对地表进行锚喷和注浆防护，并使用挡板对坑口进行全覆盖，挡板上方覆土栽种植被，并在塌坑周围设置截水沟；

(4)洞内截水

对已探明的含、导水通道进行截流，使用履带式钻机施作截水注浆孔，钻孔施作过程中根据不同深度的揭露涌水量的大小调节注浆量与注浆压力，将含、导水通道进行封堵；

(5)洞内排水

在隧道已施作的帷幕加固圈周围非截水区域内设置引排水管，将地下水引排至洞内排水系统后进行地下水循环，需设计排水管的长度、标高、位置、倾角参数，排水管参数要满足具体工程实际排水量需求；

所述步骤(1)的具体方法如下：

1)采用两台钻机分别由塌坑外围向中间部位坑底收拢方向施作钻孔，钻孔终孔位置为塌坑最深位置以下2-5m处，钻孔直径为108mm；

2)钻孔为三序跳孔方式施作，第一序孔用于分析坑底岩土体性质和注浆加固，第二序孔用于性质较差岩土体位置的重点注浆，第三序孔用于前两序孔的效果检查和补充注浆，以3m×3m梅花形布孔完成第一序注浆，再以3m×3m梅花形布置完成剩余钻孔注浆，形成厚度为2m的水泥浆液阻渗层；

所述步骤(2)的具体方法如下：

1)采用分层回填的方法进行塌坑填筑，根据回填材料的密度、压实度物理力学特性计算回填荷载，确定隧道顶部所能承受荷载，获得分层回填土的填筑厚度；

2)回填过程中，采用土工格栅分隔支撑以减轻回填材料对隧道及围岩结构的破坏作用，在回填至距离地表1m位置处，采用黏土进行回填，回填高度高于原地表0.5m，放置7-10天，进行回填材料的自然沉降；

所述步骤(3)的具体方法如下：

1)回填材料沉降结束后，回填地表使用20-30cm厚的钢筋喷射混凝土进行封闭，钢筋网采用Φ8钢筋，网格间距20cm×20cm，在混凝土表层铺设防水卷材，在防水卷材上铺设20-30cm厚的地表土，并栽种植被，形成3％-5％的坡度防止雨水汇集塌坑，在地表沉陷和裂缝处用黏土和水泥砂浆封闭地表裂缝；

2)在地表设监测点11，具体设置方法是在隧道洞顶的区域设置若干个监测点11，相邻的监测点11间隔1m；在隧道非洞顶的区域设置若干个监测点11，相邻的监测点11间距2-3m；及时对结果进行分析，根据监测情况，指导洞内施工；

3)在塌坑周围5-10m外开挖截水沟，截水沟断面尺寸根据隧道所在地区的年平均降水量确定，防止雨后地表径流对塌坑周边土体的冲刷。

2.根据权利要求1所述的隧道突涌水引起的地表塌坑的治理方法，其特征在于，所述步骤(1)中阻渗层厚度为2m，套管直径为108mm。

3.根据权利要求1所述的隧道突涌水引起的地表塌坑的治理方法，其特征在于，所述坡度为5％，所述截水沟断面尺寸的宽*高为0.5m×0.5m或0.8m×0.5m中的一种。

4.根据权利要求1所述的隧道突涌水引起的地表塌坑的治理方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体方法如下：

根据含、导水通道的位置远近及类型，选择具备合适钻头的履带式钻机施作钻孔，钻孔过程中观察涌水量及水压大小，判断钻孔位置与通道之间的距离，距离3-5m时减缓钻进速度，进行低压注浆，注浆压力为0.5-2MPa；揭露含、导水通道后，注浆压力根据揭露涌水量情况转换为中高压注浆，注浆压力在2-6MPa之间进行调节，对主要含、导水通道进行封堵。

5.根据权利要求4所述的隧道突涌水引起的地表塌坑的治理方法，其特征在于，所述含、导水通道的类型为管道型或裂隙型中的一种，所述钻头根据含、导水通道的类型选用Φ146或Φ108中的一种。