[发明专利]穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层隧道施工方法

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施工方法，包括步骤：一、后侧隧道段初步开挖施工及后侧高位逃生通道节段施工；二、后侧隧道段与泄水洞排水洞体同步开挖施工以及中部高位逃生通道节段与辅助坑道应急逃生系统施工；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以及前侧高位逃生通道节段与辅助坑道应急逃生系统施工；四、前部泄水洞体施工、迂回导坑与隧道正洞同步施工以及前侧高位逃生通道节段与辅助坑道应急逃生系统后续施工；五、前侧隧道段开挖施工。本发明在隧道正洞与迂回导坑之间设置高位泄水洞，同时在隧道正洞内设置高位逃生平台，并在各辅助坑道内布设辅助坑道应急逃生系统，确保施工安全。

主权项

1.一种穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层隧道施工方法，其特征在于：所施工隧道洞分为后侧隧道段(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)；/n所施工隧道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，所述前侧隧道段(4)分为位于所述导坑前交叉口前侧的前部隧道段和位于所述导坑前交叉口后侧的后部隧道段；/n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洞呈平行布设的前侧洞体，所述前侧洞体位于所施工隧道洞的侧上方且其位于所施工隧道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；/n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；/n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；/n所述泄水洞(2)和迂回导坑(1)均为所施工隧道洞的辅助坑道(22)，所述导坑后交叉口和所述泄水洞交叉口均为辅助坑道洞口，所述辅助坑道洞口为辅助坑道(22)与所施工隧道洞相交的交叉口；所施工隧道洞为隧道正洞(21)；/n所述隧道正洞(21)的后侧隧道段(3)和中部隧道段(5)组成主体隧道段，所述主体隧道段内设置有高位逃生平台，所述高位逃生平台沿所述主体隧道段的纵向长度方向布设且二者的长度相同；每个所述辅助坑道(22)内均布设有一个与高位逃生平台连接的辅助坑道应急逃生系统；/n所述高位逃生平台包括三个从后向前布设于隧道正洞(21)内的洞体侧高位逃生通道节段，三个所述洞体侧高位逃生通道节段均沿隧道正洞(21)的纵向延伸方向布设且其均布设于隧道正洞(21)的一侧边墙内侧；每个所述洞体侧高位逃生通道节段均固定于隧道正洞(21)的一侧边墙上，所述洞体侧高位逃生通道节段所固定的边墙为逃生通道固定边墙；前后相邻两个所述洞体侧高位逃生通道节段之间均通过一个洞口侧高位逃生通道节段连接，所述洞口侧高位逃生通道节段位于所述辅助坑道洞口外侧且其布设于隧道正洞(21)内；所述洞口侧高位逃生通道节段为沿隧道正洞(21)纵向延伸方向布设的纵向连接架；/n三个所述洞体侧高位逃生通道节段分别为布设于所述主体隧道段中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道节段中的后侧高位逃生通道节段、布设于所述主体隧道段中所述导坑后交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道节段中的中部高位逃生通道节段和布设于所述主体隧道段中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道节段中的前侧高位逃生通道节段；/n所述洞体侧高位逃生通道节段包括多个沿隧道正洞(21)的纵向延伸方向由后向前布设的高位逃生通道支架(23)和一个支撑于多个所述高位逃生通道支架(23)上且供逃生人员行走的边墙侧人行平台(24)，多个所述高位逃生通道支架(23)均固定于所述逃生通道固定边墙上且其组成供边墙侧人行平台(24)支撑的隧道纵向支撑体系，每个所述高位逃生通道支架(23)均布设于其所处位置处隧道正洞(21)的隧道横断面上；所述边墙侧人行平台(24)与对隧道正洞(21)内仰拱进行填充的正洞仰拱填充层(25)之间的净距不小于2m；每个所述高位逃生通道支架(23)的内侧均支立有一个斜向爬梯(33)，斜向爬梯(33)底部支撑于正洞仰拱填充层(25)上且其上部支撑于高位逃生通道支架(23)上；所述洞体侧高位逃生通道节段中最靠近所述辅助坑道洞口的一个所述高位逃生通道支架(23)为洞口侧支架，支立于所述洞口侧支架内侧的斜向爬梯(33)为洞口侧爬梯；/n每个所述辅助坑道应急逃生系统均包括两个分别布设在辅助坑道(22)左右两侧边墙内侧的隧道应急逃生装置；/n每个所述隧道应急逃生装置均包括一个由多个应急爬梯(34)组成的爬梯组和两道沿辅助坑道(22)的纵向延伸方布设且固定在所述爬梯组上的安全绳(35)，每道所述安全绳(35)均与多个所述应急爬梯(34)固定连接；多个所述应急爬梯(34)沿辅助坑道(22)的纵向延伸方向从后向前布设，所述应急爬梯(34)为固定在隧道支护结构上且高度不小于3m的竖向爬梯；两道所述安全绳(35)分别为固定在应急爬梯(34)上部的上安全绳和位于所述上安全绳下方且固定在应急爬梯(34)下部的下安全绳；每个所述隧道应急逃生装置中最靠近所述辅助坑道洞口的一个所述应急爬梯(34)为辅助坑道洞口爬梯，每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接，所述连接机构为连接绳(38)或连接架；/n对所施工隧道洞进行施工时，包括以下步骤：/n步骤一、后侧隧道段初步开挖施工及后侧高位逃生通道节段施工：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，并由后向前在施工成型的隧道正洞(21)内对所述后侧高位逃生通道节段进行施工；/n待后侧隧道段(3)中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道节段开挖施工完成后，获得施工成型的所述后侧高位逃生通道节段；/n步骤二、后侧隧道段与泄水洞排水洞体同步开挖施工以及中部高位逃生通道节段与辅助坑道应急逃生系统施工：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；/n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过程中，由后向前在施工成型的隧道正洞(21)内对所述中部高位逃生通道节段进行施工，同时将在所述泄水洞交叉口外侧布设一个所述纵向连接架；/n待后侧隧道段(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开挖施工完成后，获得施工成型的所述中部高位逃生通道节段；/n对泄水洞(2)的排水洞体进行开挖施工过程中，由后向前在施工成型的泄水洞(2)内对所述辅助坑道应急逃生系统进行施工，并将所施工辅助坑道应急逃生系统中的每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接；/n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以及前侧高位逃生通道节段与辅助坑道应急逃生系统施工：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；/n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时，由后向前在施工成型的隧道正洞(21)内对所述前侧高位逃生通道节段进行施工，同时将在所述导坑后交叉口外侧布设一个所述纵向连接架；/n对泄水洞(2)的排水洞体继续进行开挖施工过程中，由后向前对泄水洞(2)内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工，/n对迂回导坑(1)的后侧迂回导坑段进行开挖施工过程中，由后向前在施工成型的迂回导坑(1)内对所述辅助坑道应急逃生系统进行施工，并将所施工辅助坑道应急逃生系统中的每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接；/n步骤四、前部泄水洞体施工、迂回导坑与隧道正洞同步施工以及前侧高位逃生通道节段与辅助坑道应急逃生系统后续施工：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；/n对所述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洞的中部隧道段(5)进行开挖施工；/n对泄水洞(2)的前部泄水洞体进行施工过程中，由后向前对泄水洞(2)内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；待所述前部泄水洞体施工完成后，获得施工成型的泄水洞(2)，并且泄水洞(2)内获得施工成型的所述辅助坑道应急逃生系统；/n对迂回导坑(1)的前部导坑段进行开挖施工过程中，由后向前对迂回导坑(1)内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；待所述前部导坑段施工完成后，获得迂回导坑(1)内施工成型的所述辅助坑道应急逃生系统；/n所述前部导坑段施工完成后，由后向前对所述前侧导坑段进行开挖施工；待所述前侧导坑段开挖施工完成后，获得施工成型的迂回导坑(1)；/n步骤五、前侧隧道段开挖施工：待步骤四中所述迂回导坑(1)开挖施工完成后，沿隧道纵向延伸方向由后向前对前侧隧道段(4)的前部隧道段进行开挖施工，同时沿隧道纵向延伸方向由前向后对前侧隧道段(4)的后部隧道段进行开挖施工；/n待所述前部隧道段和所述后部隧道段均开挖施工完成后，获得施工成型的前侧隧道段(4)，完成所施工隧道洞的施工过程。/n