CN112145227B - 防止隧道突水涌泥设施及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止隧道突水涌泥设施及施工方法，该方法通过进行超前地质探测，形成地质预测报告；根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；在固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑固结体。本发明通过隧道泄水降压结构提前排水降压、再利用止浆墙正面封堵、然后帷幕注浆加固以及管棚支护的方式有效减小了隧道正洞施工时的风险，降低了隧道施工发生突水涌泥的概率，保证了隧道正洞开挖施工的安全。

Description

防止隧道突水涌泥设施及施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种防止隧道突水涌泥设施及施工方法。

背景技术

在隧道施工过程中，地下水对工程有巨大影响，施工现场大多采用注浆加固岩体、或混凝土回填等方法对地下水进行阻断，保证作业安全。尤其是位于褶皱带地质条件内的隧道，褶皱带为地壳厚度高度变异地带，地质构造复杂，新构造运动强烈，且经历了多次构造变形，褶皱、断裂发育，存在高压富水区，当隧道在褶皱带内施工中需要穿越高压富水区时，容易发生突水风险，在隧道开挖掘进施工过程中，一旦出现突水不能自流排水，容易造成发生大规模突水涌泥事故。

大梁隧道位于祁连山腹地的祁连山地槽北祁连褶皱带内，大梁隧道先后共发生四次大规模突水涌泥事故，突出的泥水砟石最长达到了181m，瞬间冲毁隧道支护，填埋施工机械，施工人员被冲击、淤埋而受重伤，因此施工风险极大，且由于地质条件恶劣，在隧道开通运营后仍然存在安全风险。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种防止隧道突水涌泥设施及施工方法，旨在解决现有技术中在隧道施工过程穿越褶皱带高压富水区时，施工风险大等的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种防止隧道突水涌泥施工方法，该方法包括步骤：

进行超前地质探测，形成地质预测报告；

根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；

在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；

通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；

在所述固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑所述固结体。

优选地，所述进行超前地质探测，形成地质预测报告的步骤包括：

采用工程地质调查法进行远距离超前地质探测，以形成第一探测结果；

采用地质雷达进行近距离地质探测，以形成第二探测结果；

将第一探测结果与第二探测结果对比，并将第一探测结果和第二探测结果同步形成第三探测结果；

根据第三探测结果结合水文地质条件预测富水断层水流动态变化；

根据富水断层水流动态变化模拟隧道掌子面处地质及水流变化，以生成地质预测报告。

优选地，所述根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水的步骤包括：

在隧道进口处靠近所述隧道的正洞的一侧初步开挖施工，以形成第一工作面；同步在靠近隧道出口处的平行导洞的侧面初步开挖施工，以形成第二工作面；

自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工；

在所述平行导洞与所述隧道正洞汇合处调整第二泄水洞开挖施工方向，以使所述第二泄水洞向所述隧道正洞开挖施工形成与所述平行段连通的连接段；

继续开挖施工所述第二泄水洞的连接段，并斜穿过所述隧道正洞与所述第一泄水洞汇合，形成完整的泄水降压结构。

优选地，所述自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工的步骤之后，还包括：

在所述第一泄水洞的中部开挖形成第三工作面，所述第三工作面与所述第一工作面同步开挖；

自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通。

优选地，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤之后，还包括：

自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形成第四工作面，所述第四工作面与所述第三工作面同步开挖；

自所述第四工作面向所述第三工作面开挖第一泄水洞，以使所述第四工作面与所述第三工作面贯通。

优选地，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤包括：

在所述第三工作面和所述第一工作面之间向所述隧道正洞开挖有多个排水洞；

开挖所述排水洞穿过所述隧道正洞至富水岩层，以使所述排水洞连通所述第一泄水洞和富水岩层。

优选地，所述开挖所述排水洞穿过所述隧道正洞至富水岩层，以使所述排水洞连通所述第一泄水洞和富水岩层的步骤之后包括：

在所述第三工作面开挖所述排水洞；

在所述排水洞与所述第一泄水洞的连通处向远离所述排水洞的一侧开挖有第一迂回导坑的起点；

自所述第一迂回导坑的起点沿所述第一泄水洞的延伸方向向所述第一工作面开挖施工所述迂回导坑至所述第一迂回导坑的终点；

自所述第一迂回导坑的终点向所述第一泄水洞开挖施工，以使所述第一迂回导坑与所述第一泄水洞连通。

优选地，所述自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形成第四工作面，所述第四工作面与所述第三工作面同步开挖的步骤之后还包括：

自所述第四工作面向远离所述第三工作面的方向沿所述隧道正洞开挖施工至所述隧道的迂回斜井处，以形成连接导洞；

在所述隧道的迂回斜井朝向所述连接导洞的侧壁开口，以使所述迂回斜井与所述连接导洞连通。

优选地，所述在所述隧道的迂回斜井朝向所述连接导洞的侧壁开口，以使所述迂回斜井与所述连接导洞连通的步骤之后包括；

在所述第四工作面向远离所述连接导洞的一侧开挖有第二迂回导坑的起点；

自所述第二迂回导坑的起点沿所述第一泄水洞的延伸方向向所述第三工作面开挖施工至所述第二迂回导坑的终点；

自所述第二迂回导坑的终点向所述第一泄水洞开挖施工，以使所述第二迂回导坑与所述第一泄水洞连通。

本发明还提出一种防止隧道突水涌泥设施，所述防止隧道突水涌泥设施应用于如上所述的防止隧道突水涌泥施工方法，所述防止隧道突水涌泥设施包括：

超前地质预报预测系统，所述超前地质预报预测系统用于进行超前地质探测；

泄水降压结构，所述泄水降压结构用于提前排水降压；

临时支撑结构，所述临时支撑结构包括止浆墙、固结体和管棚，所述止浆墙用于封闭隧道上台阶，所述固结体用于加固隧道开挖面，所述管棚用于支撑所述固结体。

本发明的防止隧道突水涌泥施工方法通过超前探测进行地质预测，得到地质预测报告，按照地质预测报告上的标示进行隧道泄水降压结构施工，在隧道正洞施工前进行提前排水降压，减小隧道正洞施工时的地下水量，再在隧道初期支护半断面处施工混凝土止浆墙，将上台阶封闭，然后像上台阶内进行全断面帷幕注浆，以形成固结体加固开挖面，避免开挖面坍塌，最后进行管棚施工对固结体进行刚性支护，进一步提高了固结体的承载能力，减小了隧道施工突水涌泥的风险，保证了隧道开挖及结构安全。即本发明通过隧道泄水降压结构提前排水降压、再利用止浆墙正面封堵、然后帷幕注浆加固以及管棚支护的方式有效减小了隧道正洞施工时的风险，降低了隧道施工发生突水涌泥的概率，保证了隧道正洞开挖施工的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明防止隧道突水涌泥施工方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明防止隧道突水涌泥施工方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明防止隧道突水涌泥施工方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明防止隧道突水涌泥施工方法第四实施例的流程示意图；

图5为本发明防止隧道突水涌泥施工方法第五实施例的流程示意图；

图6为本发明防止隧道突水涌泥施工方法第六实施例的流程示意图；

图7为本发明一实施例防止隧道突水涌泥设施的隧道泄水降压结构的横截面示意图；

图8为图7中A区域放大示意图；

图9为图7中B区域放大示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	隧道正洞	22	连接段
1	第一泄水洞	10	第一工作面
				11	排水洞	20	第二工作面
12	第一迂回导坑	30	第三工作面
				13	第二迂回导坑	40	第四工作面
14	连接导洞	200	平行导洞
				2	第二泄水洞	300	迂回斜井
21	平行段

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明中对“上”、“下”等方位的描述以图7中所示的方位为基准，仅用于解释在图7所示姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明提出一种防止隧道突水涌泥施工方法，

参照图1，为本发明防止隧道突水涌泥施工方法的第一实施例的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤S100，进行超前地质探测，形成地质预测报告；

在进行隧道掘进施工前，对隧道施工的路线上进行超前地质探测，以对地质情况进行掌握，建立地质模型，并标示处容易出现风险的位置和区域，以形成地质预测报告，使得在进行隧道正洞100施工前能够做出有效应对，以达到积极预测隧道施工安全风险并避免的目的

步骤S200，根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；

根据地质预测报告的信息，在隧道正洞100施工前或施工的同时，进行隧道泄水降压结构的施工，隧道泄水降压结构的施工需要提前隧道正洞100的掘进施工，泄水降压结构施工完成后，在预设计位置揭露地下水，将岩层内的地下水提前排出，使得隧道正洞100的水量明显减少，减小了在隧道正洞100施工时发生突水涌泥的概率，降低了隧道正洞100施工时的风险。

步骤S300，在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；

隧道施工采用台阶法施工，在完成上台阶施工后，在隧道后方初期支护的上半断面进行混凝土止浆墙施工，将上台阶封闭，以形成一个封闭的注浆空间。

步骤S400，通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；

在封闭的上台阶内，进行全断面帷幕注浆，通过帷幕注浆形成一定厚度和强度的固结体加固开挖面，且由于经过隧道泄水降压结构提前排水后，开挖面岩层的水压降低，固结体具有一定的抗水压能力，能够有效避免开挖面坍塌导致出现突水涌泥的风险。

步骤S500，在所述固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑所述固结体。

在隧道开挖面拱部120°范围内沿开挖轮廓线布置超前大管棚。开挖轮廓线向内30cm环向布置，开孔环向间距30cm，外插角5～7度，每循环布设33根管棚，管棚孔可兼作上断面补充注浆孔。在固结体的基础上，设置管棚对固结体进行刚性支护，进一步提高了固结体的承载能力，进一步保证了隧道开挖及结构安全。

本实施例的防止隧道突水涌泥施工方法通过超前探测进行地质预测，得到地质预测报告，按照地质预测报告上的标示进行隧道泄水降压结构施工，在隧道正洞100施工前进行提前排水降压，减小隧道正洞100施工时的地下水量，再在隧道初期支护半断面处施工混凝土止浆墙，将上台阶封闭，然后像上台阶内进行全断面帷幕注浆，以形成固结体加固开挖面，避免开挖面坍塌，最后进行管棚施工对固结体进行刚性支护，进一步提高了固结体的承载能力，减小了隧道施工突水涌泥的风险，保证了隧道开挖及结构安全。即本实施例通过隧道泄水降压结构提前排水降压、再利用止浆墙正面封堵、然后帷幕注浆加固以及管棚支护的方式有效减小了隧道正洞100施工时的风险，降低了隧道施工发生突水涌泥的概率，保证了隧道正洞100开挖施工的安全。

进一步地，参照图2，为本发明防止隧道突水涌泥施工方法的第二实施例的流程示意图，步骤S100包括：

步骤S110，采用工程地质调查法进行远距离超前地质探测，以形成第一探测结果；

通过普通工程地质调查法进行远距离超前探测，以得到隧道掌子面前方远距离的地质情况，即第一探测结果，地质情况包括岩体、地层以及水文等情况，对隧道掌子面施工的推进形成初步掌握。

步骤S120，采用地质雷达进行近距离地质探测，以形成第二探测结果；

通过地质雷达对掌子面附近进行近距离探测，得到掌子面附近的地质情况，即第二探测结果，为掌子面施工的推进形成进一步掌握。

步骤S130，将第一探测结果与第二探测结果对比，并将第一探测结果和第二探测结果同步形成第三探测结果；

对比第一探测结果和第二探测结果，将远距离超前探测得到的地质情况与近距离地质探测得到的地质情况同步结合，细化掌子面附近的施工情形，以有效掌握掌子面的施工风险。

步骤S140，根据第三探测结果结合水文地质条件预测富水断层水流动态变化；

由于富水断层含水较多，且水流的流动性较大，在施工过程中，水流形态会发生变化，因此需要细致了解水文地质条件，并结合探测到的地质调节，对富水断层的水流动态变化进行预测，以了解施工过程中富水断层的水流动态变化，以针对水流动态变化做出合理应对措施。

步骤S150，根据富水断层水流动态变化模拟隧道掌子面处地质及水流变化，以生成地质预测报告。

为确保隧道掌子面的推进施工安全，将富水断层的水流动态变化，与掌子面施工的推进路线相结合，对掌子面附近的水流动态变化进行模拟，得出地质预测报告，以达到积极预测安全风险并避免的目的。

本实施例的高压富水断层隧道施工超前地质预报预测方法中，首先进行远距离超前地质调查，以形成第一探测结果，以对地质情况进行初步掌握，再通过地质雷达近距离探测，以形成第二探测结果，将第一探测结果和第二探测结果同步结合，将掌子面附近的地质情况完善，再将第三探测结果结合水文地质条件等预测富水断层的水流动态变化，以针对流水动态变化做出合理应对，最后结合富水断层的水流动态变化和隧道掌子面施工的推进路线，对掌子面附近的水流动态变化进行模拟，以形成地质预测报告，做出有效应对，以达到积极预测富水断层隧道施工安全风险并避免的目的。

参照图3，为本发明防止隧道突水涌泥施工方法的第三实施例的流程示意图，步骤S200包括：

步骤S210，在隧道进口处靠近所述隧道的正洞的一侧初步开挖施工，以形成第一工作面10；同步在靠近隧道出口处的平行导洞200的侧面初步开挖施工，以形成第二工作面20；

步骤S220，自所述第一工作面10沿所述隧道正洞100的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞1，自所述第二工作面20沿所述平行导洞200的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞2的平行段21，所述第一泄水洞1与所述第二泄水洞2同步开挖施工；

步骤S230，在所述平行导洞200与所述隧道正洞100汇合处调整第二泄水洞2开挖施工方向，以使所述第二泄水洞2向所述隧道正洞100开挖施工形成与所述平行段21连通的连接段22；

步骤S240，继续开挖施工所述第二泄水洞2的连接段22，并斜穿过所述隧道正洞100与所述第一泄水洞1汇合，形成完整的泄水降压结构。

如图7和图9所示，本实施例隧道泄水降压施工方法在隧道正式开挖掘进施工之前，进行泄水降压施工，采用两头同步并进施工，形成两端夹击处理，第二泄水洞2的平行段21设置在隧道正洞100上方，连接段22呈陡坡状下斜与第一泄水洞1连通，形成泄水降压结构，泄水降压结构与隧道正洞100分离，排水与施工互不干扰，不影响隧道正洞100施工的效率。本实施例的泄水降压结构与隧道平行导洞200配合对隧道施工段进行提前泄水降压，排至洞外，完成泄水后，隧道正洞100施工过程中水量明显减少，对隧道施工起到了积极作用，降低了隧道正洞100施工的风险。且泄水降压结构提高了隧道开通正式运营后的安全性。

参照图4，为本发明防止隧道突水涌泥施工方法的第四实施例的流程示意图，步骤S220之后，还包括：

步骤S221，在所述第一泄水洞1的中部开挖形成第三工作面30，所述第三工作面30与所述第一工作面10同步开挖；

步骤S222，自所述第三工作面30向所述第一工作面10开挖所述第一泄水洞1，以使所述第一工作面10和所述第三工作面30贯通。

如图7至图9所示，在第一泄水洞1中部增设第三工作面30，由第三工作面3030与第一工作面10和第二工作面20配合同步开挖施工，加快施工进度，进一步提升了施工效率，缩短了工期。

步骤S223，自所述第一泄水洞1与所述第二泄水洞2的汇合处开挖形成第四工作面40，所述第四工作面40与所述第三工作面30同步开挖；

步骤S224，自所述第四工作面40向所述第三工作面30开挖第一泄水洞1，以使所述第四工作面40与所述第三工作面30贯通。

如图7至图9所示，再在第一泄水洞1与第二泄水洞2的连接段22汇合处开设第四工作面40，由第四工作面40配合第三工作面30、第二工作面20和第一工作面10同步开挖施工，加快施工进度，更进一步地提升了施工效率，确保施工工期。

参照图5，为本发明防止隧道突水涌泥施工方法的第五实施例的流程示意图，步骤S222包括：

步骤S2221，在所述第三工作面30和所述第一工作面10之间向所述隧道正洞100开挖有多个排水洞11；

步骤S2222，开挖所述排水洞11穿过所述隧道正洞100至富水岩层，以使所述排水洞11连通所述第一泄水洞1和富水岩层。

如图7至图9所示，排水洞11将隧道正洞100区域的富水岩层与第一泄水洞1连通，富水岩层中的水流通过排水洞11流入第一泄水洞1内，再通过第一泄水洞1排出，多个排水洞11间隔设置，均匀将富水岩层的水流排出，减少隧道正洞100施工时的水量，降低了隧道正洞100施工时出现突水涌泥的风险。

步骤S2223，在所述第三工作面30开挖所述排水洞11；

步骤S2224，在所述排水洞11与所述第一泄水洞1的连通处向远离所述排水洞11的一侧开挖有第一迂回导坑12的起点；

步骤S2225，自所述第一迂回导坑12的起点沿所述第一泄水洞1的延伸方向向所述第一工作面10开挖施工所述迂回导坑至所述第一迂回导坑12的终点；

步骤S2226，自所述第一迂回导坑12的终点向所述第一泄水洞1开挖施工，以使所述第一迂回导坑12与所述第一泄水洞1连通。

如图7至图9所示，在第三工作面30处开挖第一迂回导坑12，第一迂回导坑12设置在第一泄水洞1下方，第一迂回导坑12两端与第一泄水洞1连通，当水量过大时，第一迂回导坑12起到了分流缓冲作用，避免第一泄水洞1泄水压力过大而导致第一泄水洞1损毁，提高了第一泄水的泄水稳定性。

参照图6，为本发明防止隧道突水涌泥施工方法的第六实施例的流程示意图，基于上述第四实施例，步骤S223之后还包括：

步骤S2231，自所述第四工作面40向远离所述第三工作面30的方向沿所述隧道正洞100开挖施工至所述隧道的迂回斜井300处，以形成连接导洞14；

步骤S2232，在所述隧道的迂回斜井300朝向所述连接导洞14的侧壁开口，以使所述迂回斜井300与所述连接导洞14连通。

如图7至图9所示，通过连接导洞14将第一泄水洞1与迂回斜井300连通，有利于排出迂回斜井300内的水流，保证了迂回斜井300施工的安全性，减小了斜井施工涌水的风险。

步骤S2233，在所述第四工作面40向远离所述连接导洞14的一侧开挖有第二迂回导坑13的起点；

步骤S2234，自所述第二迂回导坑13的起点沿所述第一泄水洞1的延伸方向向所述第三工作面30开挖施工至所述第二迂回导坑13的终点；

步骤S2235，自所述第二迂回导坑13的终点向所述第一泄水洞1开挖施工，以使所述第二迂回导坑13与所述第一泄水洞1连通。

如图7至图9所示，在第四工作面40处开挖第二迂回导坑13，第二迂回导坑13设置在第一泄水洞1下方，第二迂回导坑13两端与第一泄水洞1连通，当水量过大时，第二迂回导坑13起到了分流缓冲作用，避免第一泄水洞1泄水压力过大而导致第一泄水洞1损毁，提高了第一泄水的泄水稳定性。

本发明还提出一种防止隧道突水涌泥设施，防止隧道突水涌泥设施应用于如上所述的防止隧道突水涌泥施工方法，防止隧道突水涌泥设施包括超前地质预报预测系统，泄水降压结构和临时支撑结构，超前地质预报预测系统用于进行超前地质探测；泄水降压结构用于提前排水降压；临时支撑结构包括止浆墙、固结体和管棚，止浆墙用于封闭隧道上台阶，固结体用于加固隧道开挖面，管棚用于支撑固结体。

本实施例的防止隧道突水涌泥设施通过超前地质预报预测系统进行地质预测，得到地质预测报告，按照地质预测报告上的标示进行隧道泄水降压结构施工，在隧道正洞100施工前进行提前排水降压，减小隧道正洞100施工时的地下水量，再在隧道初期支护半断面处施工混凝土止浆墙，将上台阶封闭，然后像上台阶内进行全断面帷幕注浆，以形成固结体加固开挖面，避免开挖面坍塌，最后进行管棚施工对固结体进行刚性支护，进一步提高了固结体的承载能力，减小了隧道施工突水涌泥的风险，保证了隧道开挖及结构安全。即本实施例通过隧道泄水降压结构提前排水降压、再利用止浆墙正面封堵、然后帷幕注浆加固以及管棚支护的方式有效减小了隧道正洞100施工时的风险，降低了隧道施工发生突水涌泥的概率，保证了隧道正洞100施工的安全。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，该方法包括步骤：

进行超前地质探测，形成地质预测报告；

根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水；

在隧道初期支护端面的上半断面进行混凝土止浆墙施工，以将上台阶封闭；

通过上台阶进行全断面帷幕注浆，以在隧道开挖轮廓线外形成用于加固隧道开挖面的固结体；

在所述固结体下方进行管棚支护施工，以加强并支撑所述固结体；其中，

所述根据地质预测报告进行隧道泄水降压结构施工，以进行提前排水的步骤包括：

在隧道进口处靠近所述隧道的正洞的一侧初步开挖施工，以形成第一工作面；同步在靠近隧道出口处的平行导洞的侧面初步开挖施工，以形成第二工作面；

自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工；

在所述平行导洞与所述隧道正洞汇合处调整第二泄水洞开挖施工方向，以使所述第二泄水洞向所述隧道正洞开挖施工形成与所述平行段连通的连接段；

继续开挖施工所述第二泄水洞的连接段，并斜穿过所述隧道正洞与所述第一泄水洞汇合，形成完整的泄水降压结构。

2.权利要求1所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述进行超前地质探测，形成地质预测报告的步骤包括：

采用工程地质调查法进行远距离超前地质探测，以形成第一探测结果；

采用地质雷达进行近距离地质探测，以形成第二探测结果；

将第一探测结果与第二探测结果对比，并将第一探测结果和第二探测结果同步形成第三探测结果；

根据第三探测结果结合水文地质条件预测富水断层水流动态变化；

根据富水断层水流动态变化模拟隧道掌子面处地质及水流变化，以生成地质预测报告。

3.如权利要求1所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述自所述第一工作面沿所述隧道正洞的延伸方向向内开挖施工形成第一泄水洞，自所述第二工作面沿所述平行导洞的延伸方向向内开挖施工形成第二泄水洞的平行段，所述第一泄水洞与所述第二泄水洞同步开挖施工的步骤之后，还包括：

在所述第一泄水洞的中部开挖形成第三工作面，所述第三工作面与所述第一工作面同步开挖；

自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通。

4.如权利要求3所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖所述第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤之后，还包括：

自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形成第四工作面，所述第四工作面与所述第三工作面同步开挖；

自所述第四工作面向所述第三工作面开挖第一泄水洞，以使所述第四工作面与所述第三工作面贯通。

5.如权利要求3所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述自所述第三工作面向所述第一工作面开挖第一泄水洞，以使所述第一工作面和所述第三工作面贯通的步骤包括：

在所述第三工作面和所述第一工作面之间向所述隧道正洞开挖有多个排水洞；

开挖所述排水洞穿过所述隧道正洞至富水岩层，以使所述排水洞连通所述第一泄水洞和富水岩层。

6.如权利要求5所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述开挖所述排水洞穿过所述隧道正洞至富水岩层，以使所述排水洞连通所述第一泄水洞和富水岩层的步骤之后包括：

在所述第三工作面开挖所述排水洞；

在所述排水洞与所述第一泄水洞的连通处向远离所述排水洞的一侧开挖有第一迂回导坑的起点；

自所述第一迂回导坑的起点沿所述第一泄水洞的延伸方向向所述第一工作面开挖施工所述迂回导坑至所述第一迂回导坑的终点；

自所述第一迂回导坑的终点向所述第一泄水洞开挖施工，以使所述第一迂回导坑与所述第一泄水洞连通。

7.如权利要求4所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述自所述第一泄水洞与所述第二泄水洞的汇合处开挖形成第四工作面，所述第四工作面与所述第三工作面同步开挖的步骤之后还包括：

自所述第四工作面向远离所述第三工作面的方向沿所述隧道正洞开挖施工至所述隧道的迂回斜井处，以形成连接导洞；

在所述隧道的迂回斜井朝向所述连接导洞的侧壁开口，以使所述迂回斜井与所述连接导洞连通。

8.如权利要求7所述的防止隧道突水涌泥施工方法，其特征在于，所述在所述隧道的迂回斜井朝向所述连接导洞的侧壁开口，以使所述迂回斜井与所述连接导洞连通的步骤之后包括；

在所述第四工作面向远离所述连接导洞的一侧开挖有第二迂回导坑的起点；

自所述第二迂回导坑的起点沿所述第一泄水洞的延伸方向向所述第三工作面开挖施工至所述第二迂回导坑的终点；

自所述第二迂回导坑的终点向所述第一泄水洞开挖施工，以使所述第二迂回导坑与所述第一泄水洞连通。

9.一种防止隧道突水涌泥设施，其特征在于，所述防止隧道突水涌泥设施应用于如权利要求1-8中任一项所述的防止隧道突水涌泥施工方法，所述防止隧道突水涌泥设施包括：

超前地质预报预测系统，所述超前地质预报预测系统用于进行超前地质探测；

泄水降压结构，所述泄水降压结构用于提前排水降压；

临时支撑结构，所述临时支撑结构包括止浆墙、固结体和管棚，所述止浆墙用于封闭隧道上台阶，所述固结体用于加固隧道开挖面，所述管棚用于支撑所述固结体。

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