[发明专利]一种穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层隧道排水施工方法

摘要

本发明公开了一种穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层隧道排水施工方法，所施工隧道正洞分为后侧隧道段、前侧隧道段和从碎屑岩陡倾逆冲富水断层穿过的中部隧道段；所施工隧道正洞的同一侧设置有迂回导坑和泄水洞；对所施工隧道正洞进行排水施工时，包括步骤：一、后侧隧道段初步开挖施工；二、后侧隧道段与泄水洞排水洞体同步开挖施工；三、后侧隧道段、泄水洞排水洞体与后侧迂回导坑段同步开挖施工；四、前部泄水洞体施工以及迂回导坑与隧道正洞同步施工。本发明通过迂回导坑提供新的施工作业面，提高工效，同时在隧道正洞与迂回导坑之间提供高位泄水洞，能最大程度排出断层内赋水，减小掌子面前方断层内水压力，保证各掌子面施工安全，并能缩短工期。

主权项

1.一种穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层隧道排水施工方法，其特征在于：所施工隧道正洞分为后侧隧道段(3)、位于后侧隧道段(3)前侧的前侧隧道段(4)和连接于后侧隧道段(3)与前侧隧道段(4)之间且从碎屑岩陡倾逆冲富水断层(6)穿过的中部隧道段(5)；所施工隧道正洞的同一侧设置有迂回导坑(1)和泄水洞(2)，所述迂回导坑(1)和泄水洞(2)均为由后向前穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层(6)的隧道洞；所述迂回导坑(1)为在后侧隧道段(3)与前侧隧道段(4)之间开挖形成的绕行用导坑，所述迂回导坑(1)与所施工隧道正洞布设于同一水平面上；所述迂回导坑(1)由后向前分为后侧导坑段、中部导坑段和前侧导坑段，所述前侧导坑段位于所述后侧导坑段前侧，所述中部导坑段连接于所述后侧导坑段与所述前侧导坑段之间，所述中部导坑段与所施工隧道正洞呈平行布设，所述后侧导坑段后端与后侧隧道段(3)相交且二者的交叉口为导坑后交叉口，所述前侧导坑段前端与前侧隧道段(4)相交且二者的交叉口为导坑前交叉口；所述后侧导坑段位于中部隧道段(5)后侧；所述泄水洞(2)包括后侧洞体和位于所述后侧洞体前侧且与所施工隧道正洞呈平行布设的前侧洞体，所述前侧洞体位于所施工隧道正洞的侧上方且其位于所施工隧道正洞与所述中部导坑段之间，所述后侧洞体为由后向前逐渐向上倾斜的隧道洞体；所述后侧洞体后端与后侧隧道段(3)相交且二者的交叉口为泄水洞交叉口，所述导坑后交叉口和所述泄水洞交叉口均位于中部隧道段(5)后侧，所述泄水洞交叉口和所述后侧洞体均位于所述导坑后交叉口后侧；所述前侧洞体分为后部洞体和位于所述后部洞体前侧且穿过碎屑岩陡倾逆冲富水断层(6)的前部泄水洞体，所述后侧洞体和所述前侧洞体中的后部洞体组成泄水洞(2)的排水洞体；所述中部导坑段分为后部导坑段和位于所述后部导坑段前侧且穿过碎屑岩陡倾逆冲富水断层(6)的前部导坑段，所述后侧导坑段和所述中部导坑段的后部导坑段组成迂回导坑(1)的后侧迂回导坑段；对所施工隧道正洞进行排水施工时，包括以下步骤：步骤一、后侧隧道段初步开挖施工：沿隧道纵向延伸方向由后向前，对后侧隧道段(3)中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道节段进行开挖施工；步骤二、后侧隧道段与泄水洞排水洞体同步开挖施工：待后侧隧道段(3)开挖至所述泄水洞交叉口所处位置处时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段(3)中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道节段进行开挖施工，同时从所述泄水洞交叉口开始由后向前对泄水洞(2)的排水洞体进行开挖施工；步骤三、后侧隧道段、泄水洞排水洞体与后侧迂回导坑段同步开挖施工：待后侧隧道段(3)开挖至所述导坑后交叉口所处位置处时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段(3)中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道节段进行开挖施工；同时，对泄水洞(2)的排水洞体继续进行开挖施工，并从所述导坑后交叉口开始由后向前对迂回导坑(1)的后侧迂回导坑段进行开挖施工；步骤四、前部泄水洞体施工以及迂回导坑与隧道正洞同步施工：所述前部泄水洞体由后向前分别为多个施工节段，每个所述施工节段中均开设有一个洞外排水孔组；每个所述洞外排水孔组均包括一排或多排拱部排水孔(8)和由后向前布设的多排边墙排水孔(9)，多排所述拱部排水孔(8)沿所述前侧洞体的纵向延伸方向由后向前布设；每排所述拱部排水孔(8)均包括多个由左至右布设在所述前部泄水洞体体拱部外侧的拱部排水孔(8)，每个所述拱部排水孔(8)均为由后向前钻进至碎屑岩陡倾逆冲富水断层(6)内的钻孔，每个所述拱部排水孔(8)均由后向前逐渐向上倾斜；每排所述拱部排水孔(8)中所有拱部排水孔(8)的孔口均布设于所述前侧洞体的同一横断面上；每排所述边墙排水孔(9)均包括左右两组对称布设于所述前部泄水洞体体左右两侧边墙外侧的边墙排水孔(9)，两组所述边墙排水孔(9)中一组所述边墙排水孔(9)位于所施工隧道正洞上方，另一组所述边墙排水孔(9)位于迂回导坑(1)上方；每组所述边墙排水孔(9)均包括多个由上至下布设的边墙排水孔(9)，每个所述边墙排水孔(9)均呈水平布设；每排所述边墙排水孔(9)中所有边墙排水孔(9)的孔口均布设于所述前侧洞体的同一横断面上；每个所述边墙排水孔(9)均为由后向前钻进至碎屑岩陡倾逆冲富水断层(6)内的钻孔；待泄水洞(2)的排水洞体开挖完成后，沿隧道纵向延伸方向由后向前对泄水洞(2)的前部泄水洞体进行施工；对泄水洞(2)的前部泄水洞体进行施工时，由后向前对所述前部泄水洞体中的多个所述施工节段分别进行施工，多个所述施工节段的施工方法均相同；对所述前部泄水洞体中任一个所述施工节段进行施工时，过程如下：步骤401、排水孔施工：采用钻机对该施工节段中所述洞外排水孔组的拱部排水孔(8)和边墙排水孔(9)分别进行钻孔，获得施工成型的所述洞外排水孔组；步骤402、排水：通过步骤401中所述洞外排水孔组进行排水；步骤403、超前帷幕注浆：对该施工节段掌子面前方的岩层进行超前帷幕注浆，获得该施工节段的超前帷幕注浆加固结构；步骤404、开挖施工：沿隧道纵向延伸方向由后向前对该施工节段进行开挖施工；待所述前部泄水洞体中的多个所述施工节段均施工完成后，完成泄水洞(2)的施工过程；本步骤中，对泄水洞(2)的前部泄水洞体进行施工过程中，沿隧道延伸方向由后向前对迂回导坑(1)的前部导坑段进行开挖施工，同时沿隧道延伸方向由后向前对所施工隧道正洞的中部隧道段(5)进行开挖施工。