CN113389575A - 一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，包括以下施工步骤：(1)在需堵漏的围岩区域进行空心注浆锚杆施工，并选取出水量较大的区域进行注浆堵漏；(2)对围岩区域表面的裂缝进行修补；(3)在需堵漏的围岩区域上满铺内部排水网格，并与空心注浆锚杆固定连接设置；(4)进行初期支护施工；(5)在仰拱初期支护区域内开设排水通道，并在隧道两侧开设侧排水槽，其内设置自动抽水机构；(6)在仰拱初期支护区域的中间位置挖设中心排水槽，其内设置自动抽水机构；(7)对隧道整体进行二次支护施工。本发明的方法采用堵漏和排水并进的方式，在保证隧道开挖施工安全的同时，能有效防止隧道涌水等地质灾害的发生，加快隧道的施工进度。

Description

一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法
技术领域
本发明涉及隧道工程的堵漏排水施工技术领域，具体地，涉及一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法。
背景技术
我国大部分隧道含大量围岩，局部有涌水、富水断层等，甚至有时修建后的隧道也会出现局部渗漏现象，隧道富水已成为隧道的主要病害之一。在隧道穿越富水地带施工的过程中，因受富水断层带影响，会有引发涌水、突泥等地质灾害的风险，其不仅对施工安全造成严重威胁，而且还会对周围环境造成影响。常规情况下，隧道面临突发漏水、涌水、突水等富水情况时会进行隧道注浆封堵和防水施工。
目前，虽然在对隧道突发漏水、涌水、突水等富水情况时的防治技术上取得了一定的进展，但现有的隧道渗漏治理，大多是针对渗漏部位单纯地采取注浆封堵或者开槽排水。渗漏发生的要素包括水源、驱动力和渗漏通道，注浆封堵是通过在隧道衬砌外侧形成一定厚度的止水圈将围岩中的源地下水封堵于隧道衬砌之外，但富水隧道注浆技术无法快速、高效地封堵突发漏水、涌水、突水等情况，未能有效隔断渗漏通道，故采用此种方法效果往往不甚理想；同时由于岩土体介质的复杂物理力学特性导致的围岩地下水流动的复杂性与无序性，使得开槽排水往往不能有效截断地下水的渗流路径，其效果亦不甚理想。
因此，现有技术中整体上仍然缺乏在隧道穿越富水地带施工的过程中，在便于施工的同时还能有效防止隧道涌水等地质灾害发生的技术。进而，系统治理成为关注的重点。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法。本发明的方法采用堵漏和排水并进的方式，在保证隧道开挖施工安全的同时，能有效防止隧道涌水等地质灾害的发生，加快隧道的施工进度，从而同时满足安全、质量和进度的要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，包括以下施工步骤：
(1)确定隧道施工范围内仰拱结构之上需堵漏的围岩区域，进行全方位的空心注浆锚杆施工，并在需堵漏的围岩区域内选取出水量较大的区域进行注浆堵漏；
(2)对仰拱结构之上需堵漏的围岩区域表面已经出现滴水或渗水情况的裂缝采用堵漏材料进行修补；
(3)在仰拱结构之上需堵漏的围岩区域上满铺内部排水网格，所述内部排水网格与空心注浆锚杆固定连接设置，内部排水网格朝向隧道中心的一侧上设置有复合材料隔水层；
(4)在所述复合材料隔水层进行初期支护施工，同时在仰拱结构区域也进行仰拱初期支护施工；
(5)在仰拱初期支护区域内开设适量的排水通道，并在隧道两侧各开设一条沿隧道进深方向的侧排水槽，侧排水槽内设置自动抽水机构；
(6)在仰拱初期支护区域的中间位置挖设中心排水槽，中心排水槽内设置自动抽水机构，中心排水槽的底部通过管道与隧道底部的岩土结构连通；
(7)对隧道整体进行二次支护施工。
优选的，在所述步骤(1)中，在需堵漏的围岩区域中设置监测装置，实时监测注浆后的堵漏情况以及围岩区域中后续是否会出现渗漏水情况；若监测到后续出现渗漏水情况，则在剩余未注浆的空心注浆锚杆中选择合理范围和数量的空心注浆锚杆进行补强注浆，以实时、可动态地进行注浆堵漏。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(2)中，采用的堵漏材料为防水条，该防水条从上之下包括防水层、结构层和透水砂浆粘结层，防水膜层为PVC塑料层，其粘结在结构层的一侧上；结构层由五层编织布和固结材料组成，各相邻编织布之间均夹杂固结材料；所述编织布由芳香族聚酰胺纤维和聚酯纤维混合制成，两者的质量比为3-5:2；所述固结材料由矾土水泥和钙矾石构成，两者的质量比为8-10:1；透水砂浆粘结层粘结在结构层的另一侧上，并在使用时与围岩粘结。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，所述内部排水网格包括多个相互紧邻设置的正方形单元格，每个正方形单元格均具有4个侧壁，两两相邻的正方形单元格共用一个侧壁，每个侧壁的中心部位设置半圆形的孔，所述孔的半径为侧壁高度的1/2，为侧壁长度的1/4；内部排水网格与复合材料隔水层为整体成型，并且材质相同。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，在所述内部排水网格的部分正方形单元格内埋有胶凝堵漏材料，埋有胶凝堵漏材料的正方形单元格与空的正方形单元格在内部排水网格中沿隧道进深方向间隔设置，并分别在隧道周向上连续设置。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(5)中，所述各排水通道的一端均与侧排水槽连通，另一端均与所述内部排水网格连通。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(5)和(6)中，如果侧排水槽和中心排水槽内的渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，保证隧道基本无渗漏。
本发明的有益效果为：
1.本发明的方法采用堵漏和排水并进的方式，在保证隧道开挖施工安全的同时，能有效防止隧道涌水等地质灾害的发生，加快隧道的施工进度，从而同时满足安全、质量和进度的要求。
2.本发明的方法实现了在堵漏施工初期根据实际情况进行注浆堵漏，不需将所有空心注浆锚杆全都注浆就可以达到加强堵漏的目的，减少了注浆堵水的盲目性，节省了材料，又可以在后期通过实时监测、利用剩余未注浆的空心注浆锚杆实时、可动态进行补强注浆，进一步加强了堵漏效果。
3.本发明采用防水条对已经出现滴水或渗水情况的围岩裂缝进行修补，该防水条具有强度高、耐久性好、抗渗透性佳的性能；围岩上的渗漏水透过透水砂浆粘结层进入结构层，与结构层中的固结材料接触后凝固，达到堵漏的效果。并且允许渗漏水进入到防水条后才进行凝固堵漏，避免了已经渗漏出来的水在围岩结构本身进行强行堵漏，不会对围岩造成水压力影响，降低了对围岩结构的破坏，保证了隧道施工的安全。编织布具有很好的柔韧性和易变行性，因而可根据现场情况和施工要求凝固成复杂的形状。
4.本发明采用内部排水网格设置胶凝堵漏材料的结合方式，既能保证后期围岩渗漏的水在内部排水网格内与胶凝堵漏材料反应后形成更进一步的堵漏效果，又能保证空的正方形单元格在内部排水网格中形成导水通道，使得渗透量大的水通过这些倒水通道流入侧排水槽中排出，由此起到了既堵又排的作用，能够更好地实现堵漏排水的效果。同时内部排水网格通过空心注浆锚杆固定满铺在围岩上，能够增强围岩的整体性，提高其整体受力性能，使隧道施工更加安全。
5.本发明通过在侧排水槽和中心排水槽内设置自动抽水机构，待渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，将水排出，保证隧道基本无渗漏，既及时准确，又不会造成成本浪费，效果显著。
具体实施方式
下面将结合本申请的具体实施方式对本申请的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，包括以下施工步骤：
(1)确定隧道施工范围内仰拱结构之上需堵漏的围岩区域，进行全方位的空心注浆锚杆施工，并在需堵漏的围岩区域内选取出水量较大的区域进行注浆堵漏；
(2)对仰拱结构之上需堵漏的围岩区域表面已经出现滴水或渗水情况的裂缝采用堵漏材料进行修补；
(3)在仰拱结构之上需堵漏的围岩区域上满铺内部排水网格，所述内部排水网格与空心注浆锚杆固定连接设置，内部排水网格朝向隧道中心的一侧上设置有复合材料隔水层；
(4)在所述复合材料隔水层进行初期支护施工，同时在仰拱结构区域也进行仰拱初期支护施工；
(5)在仰拱初期支护区域内开设适量的排水通道，并在隧道两侧各开设一条沿隧道进深方向的侧排水槽，侧排水槽内设置自动抽水机构；
(6)在仰拱初期支护区域的中间位置挖设中心排水槽，中心排水槽内设置自动抽水机构，中心排水槽的底部通过管道与隧道底部的岩土结构连通；
(7)对隧道整体进行二次支护施工。
在所述步骤(1)中，在需堵漏的围岩区域中设置监测装置，实时监测注浆后的堵漏情况以及围岩区域中后续是否会出现渗漏水情况；若监测到后续出现渗漏水情况，则在剩余未注浆的空心注浆锚杆中选择合理范围和数量的空心注浆锚杆进行补强注浆，以实时、可动态地进行注浆堵漏。
在所述步骤(2)中，采用的堵漏材料为防水条，该防水条从上之下包括防水层、结构层和透水砂浆粘结层，防水膜层为PVC塑料层，其粘结在结构层的一侧上；结构层由五层编织布和固结材料组成，各相邻编织布之间均夹杂固结材料；所述编织布由芳香族聚酰胺纤维和聚酯纤维混合制成，两者的质量比为3-5:2；所述固结材料由矾土水泥和钙矾石构成，两者的质量比为8-10:1；透水砂浆粘结层粘结在结构层的另一侧上，并在使用时与围岩粘结。
在所述步骤(3)中，所述内部排水网格包括多个相互紧邻设置的正方形单元格，每个正方形单元格均具有4个侧壁，两两相邻的正方形单元格共用一个侧壁，每个侧壁的中心部位设置半圆形的孔，所述孔的半径为侧壁高度的1/2，为侧壁长度的1/4；内部排水网格与复合材料隔水层为整体成型，并且材质相同。
在所述步骤(3)中，在所述内部排水网格的部分正方形单元格内埋有胶凝堵漏材料，埋有胶凝堵漏材料的正方形单元格与空的正方形单元格在内部排水网格中沿隧道进深方向间隔设置，并分别在隧道周向上连续设置。
在所述步骤(5)中，所述各排水通道的一端均与侧排水槽连通，另一端均与所述内部排水网格连通。
在所述步骤(5)和(6)中，如果侧排水槽和中心排水槽内的渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，保证隧道基本无渗漏。
实施例2
一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，包括以下施工步骤：
(1)确定隧道施工范围内仰拱结构之上需堵漏的围岩区域，进行全方位的空心注浆锚杆施工，并在需堵漏的围岩区域内选取出水量较大的区域进行注浆堵漏；
(2)对仰拱结构之上需堵漏的围岩区域表面已经出现滴水或渗水情况的裂缝采用堵漏材料进行修补；
(3)在仰拱结构之上需堵漏的围岩区域上满铺内部排水网格，所述内部排水网格与空心注浆锚杆固定连接设置，内部排水网格朝向隧道中心的一侧上设置有复合材料隔水层；
(4)在所述复合材料隔水层进行初期支护施工，同时在仰拱结构区域也进行仰拱初期支护施工；
(5)在仰拱初期支护区域内开设适量的排水通道，并在隧道两侧各开设一条沿隧道进深方向的侧排水槽，侧排水槽内设置自动抽水机构；
(6)在仰拱初期支护区域的中间位置挖设中心排水槽，中心排水槽内设置自动抽水机构，中心排水槽的底部通过管道与隧道底部的岩土结构连通；
(7)对隧道整体进行二次支护施工。
在所述步骤(1)中，在需堵漏的围岩区域中设置监测装置，实时监测注浆后的堵漏情况以及围岩区域中后续是否会出现渗漏水情况；若监测到后续出现渗漏水情况，则在剩余未注浆的空心注浆锚杆中选择合理范围和数量的空心注浆锚杆进行补强注浆，以实时、可动态地进行注浆堵漏。
在所述步骤(2)中，采用的堵漏材料为防水条，该防水条从上之下包括防水层、结构层和透水砂浆粘结层，防水膜层为PVC塑料层，其粘结在结构层的一侧上；结构层由五层编织布和固结材料组成，各相邻编织布之间均夹杂固结材料；所述编织布由芳香族聚酰胺纤维和聚酯纤维混合制成，两者的质量比为3-5:2；所述固结材料由矾土水泥和钙矾石构成，两者的质量比为8-10:1；透水砂浆粘结层粘结在结构层的另一侧上，并在使用时与围岩粘结。
在所述步骤(3)中，所述内部排水网格包括多个相互紧邻设置的正方形单元格，每个正方形单元格均具有4个侧壁，两两相邻的正方形单元格共用一个侧壁，每个侧壁的中心部位设置半圆形的孔，所述孔的半径为侧壁高度的1/2，为侧壁长度的1/4；内部排水网格与复合材料隔水层为整体成型，并且材质相同。
在所述步骤(3)中，在所述内部排水网格的部分正方形单元格内埋有胶凝堵漏材料，埋有胶凝堵漏材料的正方形单元格与空的正方形单元格在内部排水网格中沿隧道进深方向间隔设置，并分别在隧道周向上连续设置。
在所述步骤(5)中，所述各排水通道的一端均与侧排水槽连通，另一端均与所述内部排水网格连通。
在所述步骤(5)和(6)中，如果侧排水槽和中心排水槽内的渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，保证隧道基本无渗漏。
为了进一步提高本发明的技术效果，该实施例中，在所述步骤(1)中，注浆采用的材料包括以下重量份的成分：硅酸盐水泥50-60、10-15mm的级配碎石40-50、柔性环氧树脂30-40、2-甲基丙烯酸乙酯乳液30-40、硅酸钙30-35、聚丙二醇10-20、甲苯-2,5-二异氰酸酯15-20、二甲基酮15-20、有机坡缕石10-15、纳米级皂土10-15、腰果酚5-10、发泡聚氨基甲酸酯5-8、羟丙基纤维素5-8、丙二醇3-5、二缩三乙二胺1-2。
注浆采用的材料通过以下步骤制备：
1)依次将柔性环氧树脂、2-甲基丙烯酸乙酯乳液、聚丙二醇、甲苯-2,5-二异氰酸酯、二甲基酮加入容器中，搅拌20-30min使其充分混合；
2)依次将硅酸盐水泥、10-15mm的级配碎石、有机坡缕石、纳米级皂土和硅酸钙搅拌混合均匀20-30min；
3)在搅拌状态下，向步骤1)的产物中加入腰果酚、发泡聚氨基甲酸酯、羟丙基纤维素、丙二醇、二缩三乙二胺，继续搅拌10-15min，然后加入步骤2)的产物；
4)将混合液倒入模具的同时用高压水不断冲刷混合液表面，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后制备样品；
经测试，所得注浆的材料性能如下：抗压强度为65-70MPa，粘结强度2-2.3MPa，7天抗渗压力3.3-3.5Mpa。由此可知，本发明的材料表现出更好的性能，实现更好的隧道堵漏性能。
本发明的注浆材料在用于有水环境时，固化前能有一定的吸水膨胀效果以部分抵消固化导致的体积收缩，增加对潮湿界面的粘接力，固化速度快很多，更适用于快速堵漏。本发明的注浆材料具有刚性、稳定性、韧性、弹性和柔韧性，具有很强的自渗透功效，能有效封堵吹水点并增强与基体材料的粘结性。凝结时间较快且易于掌控，方便使用，进一步的提高堵漏材料的堵漏作用，材料环保无毒。
步骤(2)中所使用的所述防水条的结构层厚度为25-30mm，防水层的厚度为5-10mm，透水砂浆粘结层厚度为25-30mm。
所述胶凝堵漏材料包括以下重量份的成分：皂土30-40、红泥20-25、三水铝石颗粒30-35、二水硫酸钙8-10、聚合硫酸铝5-8。制备胶凝堵漏材料时，将皂土、红泥、三水铝石颗粒依次经干燥、混合、高温活化后，向其中添加二水硫酸钙和聚合硫酸铝，球磨25-30min后制得胶凝堵漏材料。高温活化温度为800-850℃，活化反应时间1-2h；胶凝堵漏材料经检测，养护28d抗压强度55-58MPa。
胶凝堵漏材料具有强度高、粘结性好、成本低廉等特点，遇水时膨胀，使其形成均匀的胶体系统，在正方形单元格的作用下，使胶凝堵漏材料由无序变为有序的膨胀，持续的吸水膨胀使胶凝堵漏材料达到密实，从而具有防水作用，进一步提高堵漏效果。胶凝堵漏材料的凝固时间可控，可根据施工要求进行调配，与水接触后的凝固时间可控制在4-10h。
所述胶凝堵漏材料通过膜结构封埋在正方形单元格内，所述膜结构包括聚丙交酯乙交酯，脂肪族聚酯和水溶性醇酸树脂，三者的重量比为3:2:2。制备该膜结构时，将聚丙交酯乙交酯，脂肪族聚酯和水溶性醇酸树脂的混合物溶于醋酸乙酯中，其中所述混合物与醋酸乙酯的质量比为1:5，利用超声震荡，设定超声波频率为28-32KHz，超声震荡20min-25min，使所述混合物充分溶解；然后送入至干燥箱中蒸发醋酸乙酯，设定温度60-70℃，蒸发干燥时间1h-2h，即可得到所述膜结构。
本发明的膜结构遇水能够缓慢溶解，当接触到渗漏水时膜结构缓慢溶解，封埋的胶凝堵漏材料与水就能发生反应，达到堵漏效果，省力省工。
实施例3
一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，包括以下施工步骤：
(1)确定隧道施工范围内仰拱结构之上需堵漏的围岩区域，进行全方位的空心注浆锚杆施工，并在需堵漏的围岩区域内选取出水量较大的区域进行注浆堵漏；
(2)对仰拱结构之上需堵漏的围岩区域表面已经出现滴水或渗水情况的裂缝采用堵漏材料进行修补；
(3)在仰拱结构之上需堵漏的围岩区域上满铺内部排水网格，所述内部排水网格与空心注浆锚杆固定连接设置，内部排水网格朝向隧道中心的一侧上设置有复合材料隔水层；
(4)在所述复合材料隔水层进行初期支护施工，同时在仰拱结构区域也进行仰拱初期支护施工；
(5)在仰拱初期支护区域内开设适量的排水通道，并在隧道两侧各开设一条沿隧道进深方向的侧排水槽，侧排水槽内设置自动抽水机构；
(6)在仰拱初期支护区域的中间位置挖设中心排水槽，中心排水槽内设置自动抽水机构，中心排水槽的底部通过管道与隧道底部的岩土结构连通；
(7)对隧道整体进行二次支护施工。
在所述步骤(1)中，在需堵漏的围岩区域中设置监测装置，实时监测注浆后的堵漏情况以及围岩区域中后续是否会出现渗漏水情况；若监测到后续出现渗漏水情况，则在剩余未注浆的空心注浆锚杆中选择合理范围和数量的空心注浆锚杆进行补强注浆，以实时、可动态地进行注浆堵漏。
在所述步骤(2)中，采用的堵漏材料为防水条，该防水条从上之下包括防水层、结构层和透水砂浆粘结层，防水膜层为PVC塑料层，其粘结在结构层的一侧上；结构层由五层编织布和固结材料组成，各相邻编织布之间均夹杂固结材料；所述编织布由芳香族聚酰胺纤维和聚酯纤维混合制成，两者的质量比为3-5:2；所述固结材料由矾土水泥和钙矾石构成，两者的质量比为8-10:1；透水砂浆粘结层粘结在结构层的另一侧上，并在使用时与围岩粘结。
在所述步骤(3)中，所述内部排水网格包括多个相互紧邻设置的正方形单元格，每个正方形单元格均具有4个侧壁，两两相邻的正方形单元格共用一个侧壁，每个侧壁的中心部位设置半圆形的孔，所述孔的半径为侧壁高度的1/2，为侧壁长度的1/4；内部排水网格与复合材料隔水层为整体成型，并且材质相同。
在所述步骤(3)中，在所述内部排水网格的部分正方形单元格内埋有胶凝堵漏材料，埋有胶凝堵漏材料的正方形单元格与空的正方形单元格在内部排水网格中沿隧道进深方向间隔设置，并分别在隧道周向上连续设置。
在所述步骤(5)中，所述各排水通道的一端均与侧排水槽连通，另一端均与所述内部排水网格连通。
在所述步骤(5)和(6)中，如果侧排水槽和中心排水槽内的渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，保证隧道基本无渗漏。
为了进一步提高本发明的技术效果，该实施例中，所述内部排水网格与复合材料隔水层由以下重量份的成分制成：聚氨酯40-50、氢氧化镁20-30、矽酸钙30-35、聚烯烃40-45、六亚甲基二异氰酸酯50-60和高密度聚乙烯25-30。制备时，先将聚氨酯和六亚甲基二异氰酸酯熔融捏合，再添加氢氧化镁和矽酸钙，并且进一步熔融捏合；最后加入聚烯烃和高密度聚乙烯，熔融，挤出而形成最终结构。
由此获得的内部排水网格整体强度高，扩展了整个内部排水网格的长度和宽度，扩展性强，提高了内部排水网格的抗拉强度和防水性；达到了增强围岩整体性和防水的双重效果。
所述侧排水槽和中心排水槽内包括检测机构和控制系统，所述检测机构分别设置于侧排水槽和中心排水槽的槽壁上，所述控制系统分别无线通讯连接自动抽水机构和检测装置。
所述检测机构包括超声波信号发射器和超声波信号接收器，所述检测机构能够在侧排水槽和中心排水槽的槽壁上沿检测机构的轨道架竖直运动，并由控制系统进行控制，以驱动检测机构在竖直方向上运动，所述检测机构的位置监测单元用于监测侧排水槽和中心排水槽内的液面高度。控制系统包括控制电路，所述的控制电路分别与超声波信号发射器、超声波信号接收器和位置监测单元无线通讯连接。
根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构的步骤为：
(1)侧排水槽和中心排水槽中无水时，检测机构在竖直方向上沿轨道架由预设的最高液面位置向下运动到侧排水槽和中心排水槽的槽底位置，然后回到预设的最高液面位置，在此过程中，超声波信号发射器持续发射超声信号并被超声波信号接收器接收，同时记录下所接收的预设最高液面位置的超声信号参数。
(2)侧排水槽和中心排水槽中有渗漏水流入时，检测机构持续在竖直方向上上下运动，在此过程中，超声波信号发射器持续发射超声信号并被超声波信号接收器接收，所接收到液面的超声信号与步骤(1)中监测时相对应位置所记录的超声信号进行对比。
(3)当接收到的超声信号未超过最高液面位置的信号时，检测机构持续上下运动，同时计算当前时间与上一运动中所记录的时间之差，结合侧排水槽和中心排水槽的相关尺寸得到侧排水槽和中心排水槽在相邻运动过程中的渗漏水体积变化，变化的渗漏水体积除以时间即得渗漏水流量，若渗漏水流量大于隧道渗漏水流量的预设标准，则此时控制系统控制自动抽水机构启动，进行排水。
(4)当接收到的超声信号超过最高液面位置的信号时，即表明检测到的渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则此时控制系统控制自动抽水机构启动，进行排水。
自动抽水机构包括泵箱、驱动电机和泵，所述泵箱内设有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴连接于泵，驱动电机与所述控制系统连接。所述泵箱设有控制面板，所述控制面板可设有指示单元和控制开关。
本发明能够实现隧道的自动排水控制，无需人工参与，提高自动化和智能化；排水顺畅，便于快速将隧道内的水进行排出，避免隧道内的积水可能；并能分别根据流量和液位检测进行自动排水控制，更加精确，适用范围广，便于大规模的推广，施工便捷，具有很好的可行性。
此外，为了保证本发明的技术效果，可将上述实施例的技术方案进行合理组合。
由上述实施例可知，本发明的方法采用堵漏和排水并进的方式，在保证隧道开挖施工安全的同时，能有效防止隧道涌水等地质灾害的发生，加快隧道的施工进度，从而同时满足安全、质量和进度的要求。
本发明的方法实现了在堵漏施工初期根据实际情况进行注浆堵漏，不需将所有空心注浆锚杆全都注浆就可以达到加强堵漏的目的，节省了材料，又可以在后期通过实时监测、利用剩余未注浆的空心注浆锚杆实时、可动态进行补强注浆，进一步加强了堵漏效果。
本发明采用防水条对已经出现滴水或渗水情况的围岩裂缝进行修补，该防水条具有强度高、耐久性好、抗渗透性佳的性能；围岩上的渗漏水透过透水砂浆粘结层进入结构层，与结构层中的固结材料接触后凝固，达到堵漏的效果。并且允许渗漏水进入到防水条后才进行凝固堵漏，避免了已经渗漏出来的水在围岩结构本身进行强行堵漏，不会对围岩造成水压力影响，降低了对围岩结构的破坏，保证了隧道施工的安全。固结材料的凝固时间可控，可根据施工要求进行调配，与水接触后的凝固时间可控制在4-10h；编织布具有很好的柔韧性和易变行性，因而可根据现场情况和施工要求凝固成复杂的形状。
本发明采用内部排水网格设置胶凝堵漏材料的结合方式，既能保证后期围岩渗漏的水在内部排水网格内与胶凝堵漏材料反应后形成更进一步的堵漏效果，又能保证空的正方形单元格在内部排水网格中形成导水通道，使得渗透量大的水通过这些倒水通道流入侧排水槽中排出，由此起到了既堵又排的作用，能够更好地实现堵漏排水的效果。
本发明通过在侧排水槽和中心排水槽内设置自动抽水机构，待渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，将水排出，保证隧道基本无渗漏，既及时准确，又不会造成成本浪费，效果显著。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
(1)确定隧道施工范围内仰拱结构之上需堵漏的围岩区域，进行全方位的空心注浆锚杆施工，并在需堵漏的围岩区域内选取出水量较大的区域进行注浆堵漏；
(2)对仰拱结构之上需堵漏的围岩区域表面已经出现滴水或渗水情况的裂缝采用堵漏材料进行修补；
(3)在仰拱结构之上需堵漏的围岩区域上满铺内部排水网格，所述内部排水网格与空心注浆锚杆固定连接设置，内部排水网格朝向隧道中心的一侧上设置有复合材料隔水层；
(4)在所述复合材料隔水层进行初期支护施工，同时在仰拱结构区域也进行仰拱初期支护施工；
(5)在仰拱初期支护区域内开设适量的排水通道，并在隧道两侧各开设一条沿隧道进深方向的侧排水槽，侧排水槽内设置自动抽水机构；
(6)在仰拱初期支护区域的中间位置挖设中心排水槽，中心排水槽内设置自动抽水机构，中心排水槽的底部通过管道与隧道底部的岩土结构连通；
(7)对隧道整体进行二次支护施工。
2.根据权利要求1所述的穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，在需堵漏的围岩区域中设置监测装置，实时监测注浆后的堵漏情况以及围岩区域中后续是否会出现渗漏水情况；若监测到后续出现渗漏水情况，则在剩余未注浆的空心注浆锚杆中选择合理范围和数量的空心注浆锚杆进行补强注浆，以实时、可动态地进行注浆堵漏。
3.根据权利要求1-2所述的穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，采用的堵漏材料为防水条，该防水条从上之下包括防水层、结构层和透水砂浆粘结层，防水膜层为PVC塑料层，其粘结在结构层的一侧上；结构层由五层编织布和固结材料组成，各相邻编织布之间均夹杂固结材料；所述编织布由芳香族聚酰胺纤维和聚酯纤维混合制成，两者的质量比为3-5:2；所述固结材料由矾土水泥和钙矾石构成，两者的质量比为8-10:1；透水砂浆粘结层粘结在结构层的另一侧上，并在使用时与围岩粘结。
4.根据权利要求3所述的穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述内部排水网格包括多个相互紧邻设置的正方形单元格，每个正方形单元格均具有4个侧壁，两两相邻的正方形单元格共用一个侧壁，每个侧壁的中心部位设置半圆形的孔，所述孔的半径为侧壁高度的1/2，为侧壁长度的1/4；内部排水网格与复合材料隔水层为整体成型，并且材质相同。
5.根据权利要求3-4所述的穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，在所述内部排水网格的部分正方形单元格内埋有胶凝堵漏材料，埋有胶凝堵漏材料的正方形单元格与空的正方形单元格在内部排水网格中沿隧道进深方向间隔设置，并分别在隧道周向上连续设置。
6.根据权利要求5所述的穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，所述各排水通道的一端均与侧排水槽连通，另一端均与所述内部排水网格连通。
7.根据权利要求1-6所述的穿越富水地区的隧道堵漏排水方法，其特征在于，在所述步骤(5)和(6)中，如果侧排水槽和中心排水槽内的渗漏水量大于隧道渗漏水量的预设标准，则根据渗漏水情况，自动启动所述自动抽水机构，保证隧道基本无渗漏。
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