CN112443356A - 一种隧道穿越溶洞的排水系统及排水方法 - Google Patents
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Abstract
一种隧道穿越溶洞的排水系统,属于隧道工程建设技术领域。包括:隧道主体防排水系统(1)、溶洞引排水系统(2)、仰拱排水系统(3)、支护系统(4)四部分组成。解决隧道周边地下水的排泄问题,合理的穿越溶洞,有效的防止了由于水压增高而导致的衬砌开裂,有效提高隧道施工质量和整体结构稳定,取得较好的经济效益。
Description
技术领域:
本发明属于隧道工程建设技术领域,特别涉及一种隧道穿越溶洞的排水系统。
背景技术:
隧道所在地区地质情况复杂,在隧道洞身地段地下水已形成独立的补径排水系统,在这样的地质背景下往往容易形成具有一定规模的地下岩溶形态。在隧道挖掘的过程中,遭遇大型溶洞的几率很高,隧道施工时出现涌水涌沙的可能性很大,因此需要提前设计和制定隧道穿越溶洞的排水方法,避免施工事故的发生。由于溶洞通常为地下水通道,运营期间则需要解决隧道周边地下水排泄问题,那么如何合理的穿越溶洞,是现在隧道工程施工急需解决的问题。目前,隧道穿越溶洞的排水通过初期支护渗透,然后再由排水管引排进入隧道结构本体的中心水沟,最终排出洞外。但是由于周边富水,尤其是在雨季,导致隧道衬砌主体结构承受静水压力或动水压力的范围均较大,并且现有的排水管道排水量有限,且容易受堵无法及时引排导致水压急剧升高,容易使衬砌开裂破坏,使隧道存在较大的安全隐患,同时加大隧道的维护力度和成本,无法阻止后期在地下水的作用下溶洞继续发育从而影响隧道的后期运营安全以及增加隧道结构不均匀应力作用。因此,隧道穿越溶洞的排水,是现在隧道工程急需解决的问题。
发明内容:
本发明提供一种隧道穿越溶洞的排水方法,目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,解决隧道周边地下水的排泄问题,合理的穿越溶洞,有效的防止了由于水压增高而导致的衬砌开裂,有效提高隧道施工质量和整体结构稳定,取得较好的经济效益。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:一种隧道穿越溶洞的排水系统包括:隧道主体防排水系统(1)、溶洞引排水系统(2)、仰拱排水系统(3)、支护系统(4)四部分组成。
隧道主体防排水系统(1)包括初期支护(1.1)、防水板(1.2)、环向排水管(1.3)、二次衬砌(1.4)、纵向排水管(1.5)、纵向排水沟(1.6)、横向排水管(1.7)、中心排水沟(1.8);自隧道上部主体的下表面向下依次为初期支护(1.1)、环向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次衬砌(1.4),初期支护(1.1)、环向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次衬砌(1.4)均为与隧道上部主体一样的拱形结构;在环向排水管(1.3)的两端分别设有横向排水管(1.7)与纵向排水沟(1.6)连接;纵向排水沟(1.6)长度方向沿隧道的长度方向;纵向排水沟(1.6)与中心排水沟(1.8)连通,中心排水沟(1.8)位于隧道中心位置,中心排水沟(1.8)的长度方向沿隧道的长度方向,中心排水沟(1.8)位置低于纵向排水沟(1.6);
溶洞引排水系统(2)包括溶洞(2.1)、引水洞(2.2)、浆砌片石(2.3)、混凝土(2.4)、防水层(2.5)、第一跌水槽(2.6)、第二跌水槽(2.7);支护结构(4)包括锚杆机构(4.1)、钢筋网(4.2)、混凝土支护层(4.3);在隧道所穿越的溶洞中,按照溶洞水流的方向,在隧道的上游设有引水洞(2.2)的入口,在隧道的下游设有引水洞(2.2)的出口,将溶洞中的水从隧道的上游经引水洞(2.2)引入到隧道的下游;在引水洞(2.2)的入口的上游设有溶洞(2.1)底面设有第一跌水槽(2.6),在引水洞(2.2)中水流拐弯的底部设有第二跌水槽(2.7);引水洞(2.2)的外侧表面设有防水层(2.5),引水洞(2.2)绕过隧道;在隧道与溶洞交界处,隧道的外部表面填充有浆砌片石(2.3),使得浆砌片石(2.3)填满隧道与溶洞交界段溶洞部分,浆砌片石(2.3)完全截流隧道与溶洞交界段中溶洞(2.1)内的水流;浆砌片石(2.3)在溶洞(2.1)的两端分别设有混凝土(2.4);在浆砌片石(2.3)对应的溶洞(2.1)的内表面向外依次设有钢筋网(4.2)和混凝土支护层(4.3),同时还设有多个锚杆机构(4.1)锚固到溶洞处围岩内;
仰拱排水结构(3)包括仰拱填充层(3.1)、仰拱(3.2)、环向排水管(3.3)、竖向引水管(3.4)、横向排水管(3.5);仰拱(3.2)采用钢筋混凝土结构,分为仰拱初期支护和仰拱二次衬砌,仰拱初期支护在下,仰拱二次衬砌在上;仰拱填充层(3.1)位于仰拱二次衬砌;仰拱(3.2)的仰拱二次衬砌采用钢筋混凝土结构与二次衬砌结构(1.4)形成隧道的整体;仰拱填充层(3.1)的下面设有多个横向排水管(3.5),横向排水管(3.5)的一端与中心排水沟(1.8)连接,另一端封堵,中心排水沟(1.8)的两侧均设有横向排水管(3.5);横向排水管(3.5)沿长度方向设有多个向下的竖向引水管(3.4),竖向引水管(3.4)的下端与环向排水管(3.3)连接连通;环向排水管(3.3)设置在仰拱初期支护下面外侧,成向下弯曲的拱形。
隧道主体排水结构(1)用来排出隧道渗水以及溶洞的排水,保护隧道的主体结构,防止发生渗漏水病害。
初期支护(1.1)是用来控制围岩应力适量释放和变形,增加结构安全度和方便施工的结构层,初期支护(1.1)采用喷射混凝土的支护形式,初期支护(1.1)表面上通过射钉平顺的固定有土工布。
防水板(1.2)是用来预防渗水侵蚀隧道结构。
环向排水管(1.3)是用来排出初期支护(1.1)的渗水,环向排水管(1.3)设置在初期支护(1.1)与防水板(1.2)之间,靠近初期支护层,环向排水管(1.3)上设置有渗水口。土工布是用来渗水通过的同时,有效的阻止土壤颗粒通过,将渗水集中起来,沿着材料的平面排出。
二次衬砌(1.4)是用来保护围岩的稳定性,防止围岩变形坍塌,确保隧道运营的安全。
纵向排水管(1.5)用来引流渗水,设置在隧道初期支护(1.1)层表面并且与环向排水管(1.3)连接。
纵向排水沟(1.6)是用来将经过纵向排水管(1.5),环向排水管(1.3),横向排水管(1.7)的渗水排出隧道,纵向排水沟(1.6)设置在隧道两侧,与横向排水管(1.7)与和中心排水沟(1.8)连接。
横向排水管(1.7)用来将环向排水管(1.3)和纵向排水管(1.5)中的渗水排入中心排水沟(1.8)中,横向排水管(1.7)设置在隧道底部,即隧道衬砌与仰拱分界面以上,横向排水管(1.7)与环向排水管(1.3)连通,并且与纵向排水沟(1.6)连通。
中心排水沟(1.8)用来将隧道渗水排出隧道,分担纵向排水沟(1.6)排水的压力,一旦纵向排水沟(1.6)的端头被泥沙堵塞后,还可以使渗水通过横向排水沟排放至中心排水沟,保证隧道排水顺利,中心排水沟(1.8)与纵向排水沟(1.6)通过横向排水管(1.7)连接,设置在隧道中心底部。
上述系统通过封闭的系统将隧道渗水排出隧道,保证了隧道渗水排出。
溶洞引排水系统(2)包括(2.1)溶洞,(2.2)引水洞,(2.3)浆砌片石,(2.4)混凝土,(2.5)防水层,(2.6)跌水槽,(2.7)跌水槽七部分。
溶洞(2.1)是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果,它会影响周边围岩稳定性及力学分布情况,影响隧道的工程施工质量。
引水洞(2.2)的两个开口分别与溶洞(2.1)相连接,引水洞(2.2)用来将溶洞(2.1)中的水流降低至隧底标高下,然后将水流从开口的一端引排至另一端,将溶洞中的水排出,不会改变溶洞中水流的方向,不会影响隧道整个结构。
浆砌片石(2.3)是用来对溶洞(2.1)与隧道相交部分进行封堵,保证溶洞水流不会对隧道造成影响以及防止溶洞上部坍塌对隧道造成破坏。
混凝土(2.4)设置在浆砌片石(2.3)填充层两端,具有保证浆砌片石的稳定以及阻挡水流的作用。
防水层(2.5)布置在引水洞(2.2)两侧,可有效预防渗水侵蚀隧底结构。
第一跌水槽(2.6)用来对溶洞的水流进行缓冲,防止其对隧道主体结构以及引水洞造成巨大冲击而损坏,设置在距离引水洞(2.2)入口合适位置。
第二跌水槽(2.7)是用来对溶洞(2.1)内的水流进行过滤,将溶洞(2.1)水流携带的大块碎石沉积在第二跌水槽(2.7),而小颗粒的泥沙随着水流排出引水洞(2.2,)保证地下水流畅通。
溶洞引排水系统(2)可以将溶洞中的水流引排,并且不改变溶洞水流方向,保证隧道穿越溶洞时,避免隧道排水管受堵无法及时引排导致水压急剧升高使衬砌开裂破坏,降低了隧道的维护力度和成本,保证了隧道的安全。
仰拱填充层(3.1)用来将上部荷载传递给下部仰拱(3.2),进而由仰拱(3.2)将隧道上部的地层压力传递给地下;仰拱填充层(3.1)布置在隧道仰拱(3.2)二次衬砌上方,在仰拱二次衬砌混凝土终凝后,再在仰拱混混凝土上架设端模浇筑仰拱填充混凝土。
仰拱(3.2)是用来改善上部支护结构的受力条件,将上部荷载传递到地下,保证隧道结构的稳定性;仰拱(3.2)采用钢筋混凝土结构与二次衬砌结构(1.5)形成隧道的整体。
环向排水管(3.3)是用来引排隧底地下水的,环向排水管(3.3)设置在隧道仰拱初期支护外侧,采用的是双壁打孔波纹管并外裹无纺布,通过无纺布将地下水中携带的泥沙阻挡在管外,达到过滤地下水的效果,减少排水系统的维护工作量。
竖向引水管(3.4)用来将环向排水管(3.3)中的地下水引排到布置在仰拱填充层(3.1)内的横向排水管(3.5),竖向引水管(3.4)沿隧道横向间隔设置,竖向与环向排水管(3.3)相连接。
横向排水管(3.5)用来将竖向引水管中的地下水引排至中心排水沟(1.8)排出隧道,横向排水管(3.5)设置在仰拱填充层内,一端封堵,一端与中心排水沟(1.8)连接,还与竖向引排管(3.4)连接,使得仰拱排水系统成为一个整体。
上述系统可以排出隧道下部渗透的地下水,降低隧道下部结构的水压力,保证隧道的稳定。
锚杆机构(4.1)设置在溶洞处围岩内,通过改变溶洞壁本身的力学状态,将溶洞围形成一个稳定的岩石带,保证溶洞的稳定,锚杆机构(4.1)采用砂浆锚杆,按梅花排列与溶洞壁形成一个整体。
钢筋网(4.2)是具有联结锚杆(4.1)的作用,设置在垂直于锚杆机构(4.1)轴线方向,并且沿锚杆轴线设置有多层。
混凝土支护层(4.3)用来对溶洞的四壁进行固定和防护,有效避免溶洞壁塌落。
上述系统有效防止了隧道溶洞落石对隧道施工期以及运营期造成的危害,有利于溶洞结构的稳定。
所述的环向指的是周向。
本发明所提供排水方法具有以下有益效果:
本发明排水方法简单,施工方便,合理的穿越溶洞,保证隧道穿越溶洞时的排水,有效缓解溶洞渗水对隧道的影响,有效防止了衬砌开裂,减少了隧道排水孔道的堵塞,增加了隧道结构的安全性。
本发明包括但不限于以上内容。
附图说明:
图1为隧道穿越溶洞时的排水系统的总体示意图;
图2为隧道主体排水系统的示意图;
图3为溶洞引排水的示意图;
图4为仰拱排水系统的示意图;
附图标注:
1隧道主体防排水系统:包括:
1.1初期支护,1.2防水板,1.3环向排水管,1.4二次衬砌,1.5纵向排水管,1.6纵向排水沟,1.7横向排水管,1.8中心排水沟;
2溶洞引排水系统:包括:
2.1溶洞,2.2引水洞,2.3浆砌片石,2.4混凝土,2.5防水层,2.6第一跌水槽,
2.7第二跌水槽;
3仰拱排水系统:包括:
3.1仰拱填充层,3.2仰拱,3.3环向排水管,3.4竖向引水管,3.5横向排水管;
4支护结构:包括
4.1锚杆机构,4.2钢筋网,4.3混凝土支护层;
具体实施方式:
现结合附图具体说明本发明的具体实施方法,附图仅为示意图,仅说明本专利的基本结构,本发明的实例为该领域技术人员没有创造性的基础上研发,均属于本发明的保护范围。
隧道穿越溶洞排水的原理和步骤:
如图1所示,本发明提供一种隧道穿越溶洞的排水方法,具体的,隧道主体的排水是隧道初期支护1.1的渗水经流环向排水管1.3和纵向排水管1.5,进入横向排水管1.7,从而排入隧道纵向排水沟1.6中。还可以通过横向排水管1.7排入中心排水沟1.8中,避免纵向排水沟堵塞影响隧道排水。隧道底部的排水是在隧道仰拱初期支护外侧施作环向排水管3.3,并在环向排水管3.3上设置渗水孔与上方的竖向引水管3.4连接,竖向引水管3.4与横向排水管3.5连接,隧道底部的渗水将通过环向排水管3.3和竖向引水管3.4进入横向排水管3.5,然后通过横向排水管3.5排入中心排水沟1.8。在溶洞处,开挖引水洞2.2,使得引水洞2.2两端与溶洞2.1连接,在引水洞2.2侧壁上铺设防水层2.5,预防溶洞水侵蚀隧底结构,在距离引水洞入口合适位置设置第一跌水槽2.6,将溶洞中的水流进行缓冲,在引水洞下方设置第二跌水槽2.7,将水流携带的大块碎石沉积在第二跌水槽2.7中,避免引水洞阻塞。溶洞2.1中的水流经过第一跌水槽2.6的缓冲,进入引水洞,将携带的大块碎石阻挡在第二跌水槽2.7中,小颗粒泥沙随着水流排出引水洞,保证地下水流畅通而颗粒不流失,进而将溶洞中的水流排出。处理溶洞前先将危石清理干净,并对溶洞顶板做锚喷网支护,锚杆采用砂浆锚杆并布置钢筋网4.2,然后采用浆砌片石2.3对溶洞进行回填,阻止溶洞中排水对隧道造成影响,避免衬砌开裂,并在浆砌片石两侧采用混凝土2.4支护,保证浆砌片石2.3的稳定。
所述隧道主体排水系统1能够将隧道初期支护1.1的渗水排出隧道,降低隧道初期支护的外侧水压力,保证隧道运营的安全,减少了病害处治,有效避免了由于病害整治造成人力物力的浪费。其中初期支护1.1,在铺设防水层之前应对初期支护表面的渗漏水,外漏的突出物及表面凹凸不平进行处理。防水板1.2采用防水板作业台车铺设,由拱部两侧进行,环向焊缝施工时由下坡方向的防水板压住上坡方向的防水板,纵向焊缝则由下部防水板压住上部防水板,防水板1.2采用超声波热熔焊接与土工布表面固定,使防水板与热塑性垫圈融化粘结为一体。环向排水管1.3设置在防水层和初期支护之间,采用双壁打孔波纹管。土工布通过射钉平顺的固定在初期支护1.1表面上,纵向排水管1.5沿隧道初期支护表面环向布置,并且与环向排水管1.3连通。纵向排水沟1.6采用混凝土浇筑,与横向排水管1.7连接。横向排水管1.8采用PVC管设置在仰拱填充层内,与环向排水管1.3,纵向排水沟1.7连通。中心排水沟1.8纵向设置在隧道中心底部,与横向排水管1.8连通。上述系统组成了一个主体排水的整体,保证了隧道渗水的排出,解决了隧道周边地下水的排泄问题。
所述溶洞引排水系统2能够排出溶洞中的水流,不改变溶洞原有的排水体系,保证隧道安全合理的穿越溶洞。开挖引水洞2.2,使得引水洞2.2两端与溶洞2.1连接,在距离引水洞入口一定位置设置跌水槽2.6,在引水洞底部设置跌水槽2.7,然后在引水洞2.2侧壁上铺设防水层2.5,预防溶洞水侵蚀隧底结构。处理溶洞前先将危石清理干净,并对溶洞顶板做锚喷网支护,锚杆采用砂浆锚杆并布置钢筋网,然后采用浆砌片石2.3对溶洞进行回填,阻止溶洞中排水对隧道造成影响,避免衬砌开裂,并在浆砌片石两侧采用混凝土2.4支护,保证浆砌片石2.3的稳定。上述系统可以实现对隧道穿越溶洞时对溶洞的排水,并且不改变溶洞原有的排水体系,保证了隧道不受溶洞2.1排水的影响,同时避免了排水管的堵塞,保证了隧道合理的穿越溶洞。
所述仰拱排水系统3用来排出隧道下部的地下水,其中仰拱填充层3.1布置在仰拱二次衬砌上方,采用混凝土填充,保证将上部荷载传递给下方仰拱3.2。仰拱3.2采用钢筋混凝土结构,位于仰拱填充层3.1下方,分为初期支护和仰拱二次衬砌,通过仰拱3.2将由仰拱填充层3.1传递的上部荷载传递给地下岩体。环向排水管3.3布置在仰拱初期支护外侧,采用双壁打孔波纹管,并且环向排水管3.3上有渗水口,与竖向引水管3.4连接。竖向引水管3.4沿隧道横向间隔设置,下方与穿过隧道仰拱二次衬砌和初期支护与环向排水管3.3连接,上方与横向排水管3.5连接。横向排水管3.5布置在隧道仰拱填充层内,靠近隧道二次衬砌的一端封堵,另一端与中心排水沟1.8连通,中间与竖向引水管3.4连通,在隧道横向对称布置。上述系统将隧道底部的地下水排出,保证了隧道下部的稳定。
所述支护系统4用来支护溶洞壁,保持溶洞结构的稳定。首先对溶洞内的危石进行清理,在隧道与溶洞相交部分的溶洞顶板进行锚喷网支护,其中锚杆机构采用砂浆锚杆,通过梅花排列方式插入围岩内与溶洞壁形成一个整体,由下而上进行施工,保证溶洞2.1的稳定。在垂直于锚杆机构4.1的锚杆的轴线设置钢筋网,沿锚杆轴线方向设置多层钢筋网4.2,钢筋网固定在锚杆机构上。并且在隧道溶洞壁上喷射混凝土,形成混凝土支护层4.3增加溶洞顶面的稳定。上述系统保证了溶洞的稳定性。
Claims (2)
1.一种隧道穿越溶洞的排水系统,其特征在于,包括:隧道主体防排水系统(1)、溶洞引排水系统(2)、仰拱排水系统(3)、支护系统(4)四部分组成;
隧道主体防排水系统(1)包括初期支护(1.1)、防水板(1.2)、环向排水管(1.3)、二次衬砌(1.4)、纵向排水管(1.5)、纵向排水沟(1.6)、横向排水管(1.7)、中心排水沟(1.8);自隧道上部主体的下表面向下依次为初期支护(1.1)、环向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次衬砌(1.4),初期支护(1.1)、环向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次衬砌(1.4)均为与隧道上部主体一样的拱形结构;在环向排水管(1.3)的两端分别设有横向排水管(1.7)与纵向排水沟(1.6)连接;纵向排水沟(1.6)长度方向沿隧道的长度方向;纵向排水沟(1.6)与中心排水沟(1.8)连通,中心排水沟(1.8)位于隧道中心位置,中心排水沟(1.8)的长度方向沿隧道的长度方向,中心排水沟(1.8)位置低于纵向排水沟(1.6);
初期支护(1.1)表面上通过射钉平顺的固定有土工布;
溶洞引排水系统(2)包括溶洞(2.1)、引水洞(2.2)、浆砌片石(2.3)、混凝土(2.4)、防水层(2.5)、第一跌水槽(2.6)、第二跌水槽(2.7);支护结构(4)包括锚杆机构(4.1)、钢筋网(4.2)、混凝土支护层(4.3);在隧道所穿越的溶洞中,按照溶洞谁留的方向,在隧道的上游设有引水洞(2.2)的入口,在隧道的下游设有引水洞(2.2)的出口,将溶洞中的水从隧道的上游经引水洞(2.2)引入到隧道的下游;在引水洞(2.2)的入口的上游设有溶洞(2.1)底面设有第一跌水槽(2.6),在引水洞(2.2)中水流拐弯的底部设有第二跌水槽(2.7);引水洞(2.2)的外侧表面设有防水层(2.5),引水洞(2.2)绕过隧道;在隧道与溶洞交界处,隧道的外部表面填充有浆砌片石(2.3),使得浆砌片石(2.3)填满隧道与溶洞交界段溶洞部分,浆砌片石(2.3)完全截流隧道与溶洞交界段中溶洞(2.1)内的水流;浆砌片石(2.3)在溶洞(2.1)的两端分别设有混凝土(2.4);在浆砌片石(2.3)对应的溶洞(2.1)的内表面向外依次设有钢筋网(4.2)和混凝土支护层(4.3),同时还设有多个锚杆机构(4.1)锚固到溶洞处围岩内;
仰拱排水结构(3)包括仰拱填充层(3.1)、仰拱(3.2)、环向排水管(3.3)、竖向引水管(3.4)、横向排水管(3.5);仰拱(3.2)采用钢筋混凝土结构,分为仰拱初期支护和仰拱二次衬砌,仰拱初期支护在下,仰拱二次衬砌在上;仰拱填充层(3.1)位于仰拱二次衬砌;仰拱(3.2)的仰拱二次衬砌采用钢筋混凝土结构与二次衬砌结构(1.4)形成隧道的整体;仰拱填充层(3.1)的下面设有多个横向排水管(3.5),横向排水管(3.5)的一端与中心排水沟(1.8)连接,另一端封堵,中心排水沟(1.8)的两侧均设有横向排水管(3.5);横向排水管(3.5)沿长度方向设有多个向下的竖向引水管(3.4),竖向引水管(3.4)的下端与环向排水管(3.3)连接连通;环向排水管(3.3)设置在仰拱初期支护下面外侧,成向下弯曲的拱形。
2.按照权利要求1所述的一种隧道穿越溶洞的排水系统,其特征在于,隧道主体的排水是隧道初期支护(1.1)的渗水经流环向排水管(1.3)和纵向排水管(1.5),进入横向排水管(1.7),从而排入隧道纵向排水沟(1.6)中,还可以通过横向排水管(1.7)排入中心排水沟(1.8)中,避免纵向排水沟堵塞影响隧道排水;隧道底部的排水是在隧道仰拱初期支护外侧施作环向排水管(3.3),并在环向排水管(3.3)上设置渗水孔与上方的竖向引水管(3.4)连接,竖向引水管(3.4)与横向排水管(3.5)连接,隧道底部的渗水将通过环向排水管(3.3)和竖向引水管(3.4)进入横向排水管(3.5),然后通过横向排水管(3.5)排入中心排水沟(1.8),在溶洞处,开挖引水洞(2.2),使得引水洞(2.2)两端与溶洞(2.1)连接,在引水洞(2.2)侧壁上铺设防水层(2.5),预防溶洞水侵蚀隧底结构,在距离引水洞入口合适位置设置跌水槽(2.6),将溶洞中的水流进行缓冲,在引水洞下方设置跌水槽(2.7),将水流携带的大块碎石沉积在跌水槽(2.7)中,避免引水洞阻塞,溶洞(2.1)中的水流经过跌水槽(2.6)的缓冲,进入引水洞,将携带的大块碎石阻挡在跌水槽(2.7)中,小颗粒泥沙随着水流排出引水洞,保证地下水流畅通而颗粒不流失,进而将溶洞中的水流排出,处理溶洞前先将危石清理干净,并对溶洞顶板做锚喷网支护,锚杆采用砂浆锚杆并布置钢筋网(4.2),然后采用浆砌片石(2.3)对溶洞进行回填,阻止溶洞中排水对隧道造成影响,避免衬砌开裂,并在浆砌片石两侧采用混凝土(2.4)支护,保证浆砌片石(2.3)的稳定;
所述隧道主体排水系统(1)能够将隧道初期支护(1.1)的渗水排出隧道,降低隧道初期支护的外侧水压力,保证隧道运营的安全,减少了病害处治,有效避免了由于病害整治造成人力物力的浪费,其中初期支护(1.1),在铺设防水层之前应对初期支护表面的渗漏水,外漏的突出物及表面凹凸不平进行处理,防水板(1.2)采用防水板作业台车铺设,由拱部两侧进行,环向焊缝施工时由下坡方向的防水板压住上坡方向的防水板,纵向焊缝则由下部防水板压住上部防水板,防水板(1.2)采用超声波热熔焊接与土工布表面固定,使防水板与热塑性垫圈融化粘结为一体,环向排水管(1.3)设置在防水层和初期支护之间,采用双壁打孔波纹管,土工布通过射钉平顺的固定在初期支护(1.1)表面上,纵向排水管(1.5)沿隧道初期支护表面环向布置,并且与环向排水管(1.3)连通;纵向排水沟(1.6)采用混凝土浇筑,与横向排水管(1.7)连接,横向排水管(1.8)采用PVC管设置在仰拱填充层内,与环向排水管(1.3),纵向排水沟(1.7)连通,中心排水沟(1.8)纵向设置在隧道中心底部,与横向排水管(1.8)连通;
所述溶洞引排水系统(2)能够排出溶洞中的水流,不改变溶洞原有的排水体系,保证隧道安全合理的穿越溶洞,开挖引水洞(2.2),使得引水洞(2.2)两端与溶洞(2.1)连接,在距离引水洞入口一定位置设置跌水槽(2.6),在引水洞底部设置跌水槽(2.7),然后在引水洞(2.2)侧壁上铺设防水层(2.5),预防溶洞水侵蚀隧底结构,处理溶洞前先将危石清理干净,并对溶洞顶板做锚喷网支护,锚杆采用砂浆锚杆并布置钢筋网,然后采用浆砌片石(2.3)对溶洞进行回填,阻止溶洞中排水对隧道造成影响,避免衬砌开裂,并在浆砌片石两侧采用混凝土(2.4)支护,保证浆砌片石(2.3)的稳定;实现对隧道穿越溶洞时对溶洞的排水,并且不改变溶洞原有的排水体系,保证了隧道不受溶洞(2.1)排水的影响,同时避免了排水管的堵塞,保证了隧道合理的穿越溶洞;
所述仰拱排水系统(3)用来排出隧道下部的地下水,其中仰拱填充层(3.1)布置在仰拱二次衬砌上方,采用混凝土填充,保证将上部荷载传递给下方仰拱(3.2),仰拱(3.2)采用钢筋混凝土结构,位于仰拱填充层(3.1)下方,分为初期支护和仰拱二次衬砌,通过仰拱(3.2)将由仰拱填充层(3.1)传递的上部荷载传递给地下岩体,环向排水管(3.3)布置在仰拱初期支护外侧,采用双壁打孔波纹管,并且环向排水管(3.3)上有渗水口,与竖向引水管(3.4)连接;竖向引水管(3.4)沿隧道横向间隔设置,下方与穿过隧道仰拱二次衬砌和初期支护与环向排水管(3.3)连接,上方与横向排水管(3.5)连接,横向排水管(3.5)布置在隧道仰拱填充层内,靠近隧道二次衬砌的一端封堵,另一端与中心排水沟(1.8)连通,中间与竖向引水管(3.4)连通,在隧道横向对称布置,上述系统将隧道底部的地下水排出,保证了隧道下部的稳定;
所述支护系统(4)用来支护溶洞壁,保持溶洞结构的稳定,首先对溶洞内的危石进行清理,在隧道与溶洞相交部分的溶洞顶板进行锚喷网支护,其中锚杆机构采用砂浆锚杆,通过梅花排列方式插入围岩内与溶洞壁形成一个整体,由下而上进行施工,保证溶洞(2.1)的稳定,在垂直于锚杆机构(4.1)的锚杆的轴线设置钢筋网,沿锚杆轴线方向设置多层钢筋网(4.2),钢筋网固定在锚杆机构上,并且在隧道溶洞壁上喷射混凝土,形成混凝土支护层(4.3)增加溶洞顶面的稳定。
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