基于环境保护的隧道涌水防治系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于环境保护的隧道涌水防治系统，包括围岩注浆固结堵水圈、初期支护层、防排水网格系统、二次衬砌层、纵向排水管、环向排水盲管；围岩注浆固结堵水圈设置在初期支护层的外侧，二次衬砌层设置在初期支护层的内侧，环向排水盲管设置在初期支护层和二次衬砌层之间，纵向排水管连接环向排水盲管。本实用新型专利技术在隧道围岩富水区段能够起到限量排放的作用，从而降低衬砌结构所受的水压力，保证隧道在施工的过程中不会发生塌陷，它还能够保证隧道附近的地下水不会完全排放掉，地下水源不会遭到破坏，从而确保环境不会遭到破坏。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于隧道施工领域，尤其涉及基于环境保护的隧道涌水防治系统。
技术介绍
随着人类的进步和社会的发展，地下空间的利用已显得越来越重要，人类在开发 生存空间的同时遇到了许多棘手的问题。特别是交通隧道，到1999年底达到6876座、3670 公里，为世界第一。据初步统计，"十五"计划期间铁路、公里、水利、城市地铁轻轨等领域合 计约有总长3000km隧道工程需要修建。近两年则以每年200公里左右的速度增长，其发展 趋势是隧道数量相对在减少，而单个隧道的长度有所增加。截至2005年底，我国已成功修 建了 7500多座，总延长4300多公里的铁路隧道，隧道数量和总长度均居世界前列。 在铁路、公路、水电、采矿工程的隧道工程建设中，地下水是影响隧道施工安全、工 程质量及工程结构稳定的主要因素，也是隧道使用过程中的主要隐患。通常，隧道地区地质 构造十分复杂，在长隧道工程建设过程中可能发生涌突水、突泥、软岩大变形、岩爆、塌陷等 地质灾害，其中尤以涌突水最为普遍和严重。 涌水可能引起诸多问题，列举如下：伴随涌水，掌子面的稳定性降低；伴随涌水， 隧道的支护质量降低；基底泥泞化；因地下水位降低使地层下沉；地下水位降低造成井户 枯竭，地表生态破坏。这些问题都可能会对隧道施工中的安全、方便以及隧道运营造成麻 烦，还增加了工程成本，造成经济上的损失。同时，涌水还会造成对环境的影响，引起地下水 的流失，改变周边的水文地质条件，破坏周边的植被等。 因此，如何较为准确地预测隧道涌水量的大小，为隧道施工和保护环境制定合理 的防排水措施提供依据，成为众多岩土工程及隧道工程学者日益关注的课题，研究涌水对 隧道施工和环境的影响有着十分重要的理论意义和实际意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供基于环境保护的隧道涌水防治系统，旨在保证隧道施 工安全、工程质量、工程结构稳定及环境保护。 本技术是这样实现的，基于环境保护的隧道涌水防治系统由围岩注浆固结堵 水圈、初期支护层、防排水网格系统和二次衬砌层组构，围岩注浆固结堵水圈采用长短孔结 合复式注浆固砂堵水，初期支护层采用大管棚和小导管超支护，防排水网格系统由防水系 统和排水系统组成，其中防水系统由注浆、防水层、隧道衬砌层组成，排水系统则由排水管、 环向排水盲管、纵向排水管、横向排水管、路基路面排水管组成。 进一步，注浆加固范围为开挖工作面及开挖轮廓线外8m，以隧道轴线为中心线呈 放射状布置注浆钻孔，选用水泥单液浆及水泥-水玻璃双液浆两种浆材。 进一步，初期支护层采用大管棚和小导管超支护，大管棚采用外径〇108mm/ 75mm，5 = 8mm的无缝钢管，每节长2m、3m。布设时环向间距40cm，外插角1.5° ,每节管 棚钻设①8mm单向阀溢楽孔4个，施作成TSS模式。 进一步，初期支护层结构采用118型钢，每0. 3m设置一榀，网喷钢纤维混凝土，混 凝土标号为C25,溶洞二衬结构设计为118型钢混凝土，即在原来钢筋混凝土结构基础上， 每0. 5m加入一圈118型钢，形成拱圈结构，即"型钢混凝土结构"，混凝土标号为C40。 进一步，防排水网格系统由防水系统和排水系统组成，防水系统由注浆、防水层和 隧道衬砌层组成，注浆选用水泥单液浆，防水层选用高分子柔性防水材料，衬砌选用带有添 加了密实剂的防水混凝土，排水系统由排水管、环向排水盲管、纵向排水管、横向排水管、路 基路面排水管组成，它们选用材料为：排水管采用Q状的弹簧排水管，环向排水盲管采用 软式弹簧排水管，纵向排水管采用l〇cm的pvc排水管，横向排水管采用硬质塑料管，路基路 面排水管采用预制混凝土管道。 效果:r总 本技术的基于环境保护的隧道涌水防治系统在隧道围岩富水区段能够起到 限量排放的作用，从而降低衬砌结构所受的水压力，保证隧道在施工的过程中不会发生塌 陷，还能够保证隧道附近地带的地下水不会完全排放掉，地下水源不会遭到破坏，确保当地 居民生产、生活用水和植物等的用水，水田灌溉可以依靠地下水来灌溉，一定量的地下水能 够保证地面岩土的稳定性，还能让使隧道的建设不会改变当地的环境，确保环境不会遭到 坏。【附图说明】 图1是本技术实施例提供的基于环境保护的隧道涌水防治系统结构示意图； 图2是本技术实施例提供的圆梁山隧道2#溶洞总体施工方案示意图； 图中：1、围岩注浆固结堵水圈；2、初期支护层；3、二次衬砌层；4、环向排水盲管； 5、纵向排水管。【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本技术，并不用于限定本技术。本技术不存在方法或软件的创新。 本专利技术是这样实现的，一种基于环境保护的隧道涌水防治系统由围岩注浆固结堵 水圈1、初期支护层2、防排水网格系统和二次衬砌层3组成复合防排水结构组成，注浆圈起 封堵地下水、控制隧道涌水量和保证施工期间洞室稳定的作用，初期支护层可以迅速封闭 围岩起到保护围岩稳定性确保施工安全的关键，它能充分发挥围岩自身的承载能力，排水 系统则尽量将通过注浆圈渗透到衬砌背后的地下水排出，衬砌起防止围岩变形或坍塌。围 岩注浆固结堵水圈采用长短孔结合复式注浆固砂堵水，初期支护层采用大管棚和小导管超 支护，防排水网格系统由防水系统加上排水系统，防水系统由注浆、防水层、隧道衬砌层组 成，排水系统由排水管、环向排水盲管4、纵向排水管5、横向排水管、路基路面排水管组成。 围岩注楽固结堵水圈；2、初期支护层；3、二次衬砌层；4、环向排水盲管；5、纵向排 水管 围岩注浆固结堵水圈1设置在初期支护层2的外侧，二次衬砌层3设置在初期支 护层2的内侧，环向排水盲管4设置在初期支护层2和二次衬砌层3之间，纵向排水管5连 接环向排水盲管4; 进一步，注浆加固范围为开挖工作面及开挖轮廓线外8m，以隧道轴线为中心线呈 放射状（伞状）布置注浆钻孔，选用水泥单液浆及水泥-水玻璃（CS)双液浆两种浆材。 进一步，初期支护层采用大管棚和小导管超支护，大管棚采用外径〇108mm/ 75mm，5 = 8mm的无缝钢管，每节长2m、3m。布设时环向间距40cm，外插角1.5° ,每节管 棚钻设①8mm单向阀溢楽孔4个，施作成TSS模式。 进一步，初期支护层结构采用118型钢，每0. 3m设置一榀，网喷钢纤维混凝土，混 凝土标号为C25,溶洞二衬结构设计为118型钢混凝土，即在原来钢筋混凝土结构基础上， 每0. 5m加入一圈118型钢，形成拱圈结构，即"型钢混凝土结构"，混凝土标号为C40。 进一步，防排水网格系统由防水系统和排当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于环境保护的隧道涌水防治系统，其特征在于，所述的基于环境保护的隧道涌水防治系统包括：围岩注浆固结堵水圈、初期支护层、防排水网格系统、二次衬砌层、纵向排水管、环向排水盲管；围岩注浆固结堵水圈设置在初期支护层的外侧，二次衬砌层设置在初期支护层的内侧，环向排水盲管设置在初期支护层和二次衬砌层之间，纵向排水管连接环向排水盲管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锋，林志，郭军，魏源泉，文云波，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;85