[发明专利]特长隧道涌水防治系统及其施工方法

说明书

本发明提出了一种特长隧道涌水防治系统及其施工方法，防治系统包括由混凝土浇筑形成的挡水墙，挡水墙设置于距正洞掌子面预设距离的位置，并与正洞的周向侧壁完全贴合，挡水墙的底部浇筑形成有挡水墙基础，正洞基坑的底部挖设有容纳挡水墙基础的基槽，挡水墙的周边通过砂浆锚杆锚入基岩，挡水墙内预埋有导向管，导向管沿掘进方向延伸且其两端伸出挡水墙，导向管呈梅花型布设，挡水墙的下方靠近正洞基坑两侧的位置开设有临时排水沟，钻机的钻杆穿过导向管钻打正洞掌子面，在正洞掌子面形成泄水孔，解决现有技术中隧道斜井内有大量存水时，隧道正洞施工至斜井贯通面附近时易发生涌水、突泥等现象，存在较大安全隐患和不便施工的问题。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体提供一种特长隧道涌水防治系统及其施工方法。

背景技术

近年来，随着我国公路、铁路交通建设的蓬勃发展，隧道建设里程不断刷新，地质情况越发复杂，隧道突发涌水、突泥已经成为最严重的工程灾害之一。快速解决涌水、突泥的后续工作，迅速恢复生产，正在成为当前的一个研究热点。

以云南华丽高速公路营盘山隧道为例，其全长11.28km，最大埋深883m，穿越褶皱带，节理裂隙发育，地质为白云岩，IV级围岩，基岩中有裂隙水和岩溶水，地形、地质环境条件特殊，施工重难点较多，技术难题十分复杂。

施工过程中，营盘山隧道2#斜井正洞左洞掌子面突发涌水和突泥，瞬时突水量达8000m³，突泥量5000m³以上。历时1年多，斜井与斜井转主洞内存水量达26万m³，送风、排风斜井洞口仍以1500m³/h的速度向外排放。

随着正洞的掘进，正洞距离2#斜井贯通面越来越近，随时可能出现涌水、突泥及大范围坍塌等情况，安全风险越来越高，现急需要对斜井内存水进行排放，以保证掌子面的安全施工和正洞的顺利贯通。

相应地，本领域需要一种特长隧道涌水防治系统及其施工方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种特长隧道涌水防治系统及其施工方法，解决现有技术中的隧道斜井内有大量存水时，隧道正洞施工至斜井贯通面附近时易发生涌水、突泥等现象，存在较大安全隐患和不便施工的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种特长隧道涌水防治系统，特长隧道包括斜井和正洞，特长隧道涌水防治系统包括由混凝土浇筑形成的挡水墙，所述挡水墙设置于距正洞掌子面预设距离的位置，并与正洞的周向侧壁完全贴合，所述挡水墙的底部浇筑形成有挡水墙基础，正洞基坑的底部挖设有容纳所述挡水墙基础的基槽，所述挡水墙的周边通过砂浆锚杆锚入基岩，所述挡水墙内预埋有导向管，所述导向管沿掘进方向延伸且其两端伸出所述挡水墙，所述导向管呈梅花型布设，所述挡水墙的下方靠近正洞基坑两侧的位置开设有临时排水沟，钻机的钻杆穿过所述导向管钻打正洞掌子面，在正洞掌子面形成泄水孔。

本方案的技术效果是：因预留岩柱内节理裂隙发育，通过钻设泄水孔，泄水孔能够与斜井内水系连通，排出斜井内对正洞施工有威胁的积水，释放存水在隧道内的巨大水压，随着泄水孔数的不断增加，斜井及正洞水位会持续下降，水压力不断减小，消除正洞涌水的风险源—斜井大体量存水，消除正洞掘进时水压力对围岩带来的安全隐患，待水位下降至安全水压力要求时，即可拆除挡水墙继续掘进剩余段围岩，实现主洞与斜井的贯通；通过挡水墙降低泄水孔贯通时强大水流冲击，减少对人员、机械、设备的伤害，将施工风险降到最低，涌水经挡水墙两侧的临时排水沟流入洞内排水系统排至洞外，实现主洞安全泄水、掌子面稳步推进。

在上述特长隧道涌水防治系统的优选技术方案中，所述特长隧道涌水防治系统还包括喷筑于正洞掌子面的封闭墙，所述封闭墙通过砂浆锚杆锚固于正洞掌子面。

本方案的技术效果是：封闭墙和砂浆锚杆对正洞掌子面和岩柱形成加固，避免钻机钻设泄水孔时钻杆和水压共同作用破坏掌子面，造成涌水乱流或岩柱不稳定的现象。