岩溶或断层隧道的钻孔排水结构及其施工方法和施工结构技术

本发明专利技术涉及土木工程领域，公开了一种岩溶或断层隧道的钻孔排水结构及其施工方法和施工结构。本发明专利技术公开的岩溶或断层隧道的钻孔排水结构，包括透空段与注浆段，透空段位于下倾的钻孔的下部，注浆段位于钻孔上部，透空段与注浆段之间设置止水构件，透空段内设有透水管，透水管内具有空腔，透水管内设置有穿过止水构件向外延伸的排水管，透水管内填充有石蜡填充体，石蜡填充体是由液体石蜡凝固形成的整体结构。该岩溶或断层隧道的钻孔排水结构及其施工方法，保证充分注浆的同时，防止钻孔壁被酸性溶解，确保排水结构的质量，同时无须设置充压囊体即可弹性橡胶套膨胀堵塞断层和岩溶腔的支撑要求，防止突涌水冲散浇注的浆液。防止突涌水冲散浇注的浆液。防止突涌水冲散浇注的浆液。

【技术实现步骤摘要】
岩溶或断层隧道的钻孔排水结构及其施工方法和施工结构


[0001]本专利技术涉及土木工程领域，尤其是一种岩溶或断层隧道的钻孔排水结构及其施工方法和施工结构。

技术介绍

[0002]隧道的防水层或衬砌结构存在缺陷时，会产生局部地下水渗出。尤其是富水性岩溶、断层隧道，渗水更加严重，洞壁渗水进入隧道内引起积水、结冰等问题，影响隧道运营安全。另外，渗水破坏隧道衬砌混凝土及围岩内部结构，降低隧道结构耐久性，缩短隧道的使用寿命。
[0003]对于瓦斯隧道，隧道渗水往往混杂瓦斯等有害气体，部分有害气体具有燃烧性和爆炸性，有害气体逸出进入隧道会对隧道运营期构成安全威胁。
[0004]公开号CN201710522907.8的中国专利申请提出一种隧道渗水负压排水技术，其核心思想是向注浆封闭钻孔段内注浆，预留透水钻孔段，排水作用使透水钻孔段内形成负压，迫使隧道围岩的地下水快速流向钻孔并排出表。透水钻孔段与外界大气隔绝，排水过程发生前，孔内压力会随地下水的入渗而逐步增高，促使地下水自然流出孔口，当排水过程发生后，由于排水管的排水能力大于地下水入渗到透水钻孔段的空腔内的流量，透水管内会形成空腔，空腔的气压小于大气压(即负压)，因而透水管周围土体中的水流向透水管。同样，由于透水管内存在负压，透水管周围各个方向的水都会流向透水管，因而，排水范围会增大，排水范围增大更有利于排出隧道围岩中的地下水。
[0005]然而，隧道渗水负压排水技术在现场施工过程中，钻孔的下半部分为透水钻孔段，需要保持透水效果，注浆封闭钻孔段的注浆不能进入透水钻孔段，如果注浆压力大，往往会冲破膨胀橡胶止水环等隔挡结构，浆体进入透水钻孔段，导致钻孔失效；如果注浆压力小，则起不到封堵封闭钻孔段的效果，形成不了负压的效果。因此，需要新的注浆技术来解决上述问题。
[0006]再如，申请号为CN202010700824.5的中国专利申请提出一种充填可溶晶体的注浆结构及施工方法，其利用透水管内填充固态盐、固态糖、固态明矾和固态冰等可溶晶体，提高注浆压力，减少所述注浆段的裂隙，提高封闭效果，进而提升透水段的负压效果。然而，在工程现场试验中发现，可溶晶体的融化很难受到人为控制，如果注浆段的施工遇到停滞，浆液未能充分凝固，冰块就会受到地下水、环境温度等作用逐渐融化，起不到隔绝浆液的作用。
[0007]针对此问题，申请人在申请号为CN202110711425.3的中国专利申请中提出一种岩溶或断层隧道及边坡的酸溶钻孔排水结构及施工方法，其采用了可溶于酸且不可溶于水的固体填充材料对透水管进行填充，防止地下水、环境温度等对填充材料的溶解产生影响，能够更好地保证后续的注浆压力，注浆完成后通过酸性溶液溶解固体填充材料，以便于排水的顺利进行，此外，由于填充材料通常采用颗粒材料，可能无法提供足够的支撑力而造成止水构件5后移，影响注浆质量，还在透水管内设置有充压囊体，通过向充压囊体中注入流体
进行充压，提高固体填充材料的支撑压力，从而保证注浆质量。
[0008]但是，申请人在实际运用中发现，岩溶隧道主要成分为石灰岩、大理岩(主要为碳酸盐)，部分断层隧道围岩也含有碳酸盐成分，在通过酸液溶解固体填充材料时，会同时溶解透水管外的围岩，导致透水管出现位移的风险，降低后续排水的稳定性，同时也会影响围岩的稳定性，威胁隧道结构安全；并且，由于通常采用颗粒状的固体碳酸钙进行填充，为了保证其支撑效果，需要在透水管中设置充压囊体，这一定程度上提高了施工的难度和不确定性；此外，具有岩溶或断层隧道结构的钻孔内还会出现突然涌水的现象，在注浆段浇注的浆液未充分凝固前，极易因涌水冲击而溃散，降低浇注的质量甚至造成浇注失败。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种岩溶或断层隧道的钻孔排水结构及其施工方法和施工结构，保证充分注浆的同时，防止钻孔壁被酸性溶解，确保排水结构的质量。
[0010]本专利技术公开的岩溶或断层隧道的钻孔排水结构的施工方法，包括如下步骤：
[0011]确定打设排水钻孔的位置，并进行钻孔施工，所述钻孔包括下部透空段与上部的注浆段；
[0012]在透空段内放置透水管，钻孔内放置伸入透水管的排水管；
[0013]向透水管内注入液态石蜡，在透空段与注浆段之间设置止水构件；
[0014]待液态石蜡凝固形成整体结构的石蜡填充体后，在注浆段内设置带有若干注浆口注浆套管，所述注浆套管上至少对应断层或岩溶段的部位外周套设有弹性橡胶套；
[0015]在注浆套管中注入浆液，填充注浆段，并使弹性橡胶套膨胀堵塞断层或岩溶腔；
[0016]注浆结束后，待注浆段浆液凝固并达到最大强度后，向透水管内注入石蜡溶解液，将石蜡填充体溶解，并抽出溶解后的液体。
[0017]优选地，在放置透水管后，在钻孔内放置伸入透水管的石蜡溶解液注入管，所述石蜡溶解液注入管的内端部位于透水管的上部靠近止水构件的位置，所述排水管的内端部位于透水管的底部，然后再注入液态石蜡；
[0018]向透水管内注入石蜡溶解液时，通过石蜡溶解液注入管注入，利用排水管将透水管中液态物质抽出，直到抽出的物质为纯净的石蜡溶解液。
[0019]优选地，在石蜡填充体溶解完成后，剪断石蜡溶解液注入管外露的部分，向石蜡溶解液注入管中注入浆液柱，封闭石蜡溶解液注入管。
[0020]优选地，注入的石蜡溶解液为煤油或柴油。
[0021]本申请还公开一种岩溶或断层隧道的钻孔排水施工结构，包括下倾的钻孔，所述钻孔包括位于下部的透空段与位于上部的注浆段，所述透空段与注浆段之间设置止水构件，所述透空段内设有透水管，所述透水管内具有空腔，所述透水管内设置有穿过止水构件向外延伸的排水管，所述透水管内填充有石蜡填充体，所述石蜡填充体是由液体石蜡凝固形成的整体结构；
[0022]所述注浆段内设置有注浆套管，所述注浆套管上开设有若干注浆口，所述注浆套管上至少对应断层或岩溶段的部位外周套设有弹性橡胶套，所述的弹性橡胶套充满浆液膨胀并堵塞断层或岩溶腔。
[0023]优选地，所述注浆套管整体位于所述弹性橡胶套内。
[0024]优选地，所述透水管内设置有穿过止水构件向外延伸的石蜡溶解液注入管，所述石蜡溶解液注入管的内端部位于透水管的上部靠近止水构件的位置，所述排水管的内端部位于透水管的底部。
[0025]优选地，所述石蜡溶解液注入管的内端部套设有带孔空壳。
[0026]本申请还提供一种岩溶或断层隧道的钻孔排水结构，包括下倾的钻孔，所述钻孔包括位于下部的透空段与位于上部的注浆段，所述透空段与注浆段之间设置止水构件，所述透空段内设有透水管，所述透水管内具有空腔，所述透水管内设置有穿过止水构件向外延伸的排水管，所述注浆段内设置有注浆套管，所述注浆套管上开设有若干注浆口，所述注浆套管上至少对应断层或岩溶段的部位外周套设有弹性橡胶套，所述的弹性橡胶套充满浆液膨胀并堵塞断层或岩溶腔。
[0027]本专利技术的有益效果如下：
[0028]1、利用石蜡填充体和石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.岩溶或断层隧道的钻孔排水结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：确定打设排水钻孔的位置，并进行钻孔施工，所述钻孔包括下部透空段(32)与上部的注浆段(31)；在透空段(32)内放置透水管(5)，钻孔内放置伸入透水管(5)的排水管(7)；向透水管(5)内注入液态石蜡，在透空段(32)与注浆段(31)之间设置止水构件(4)；待液态石蜡凝固形成整体结构的石蜡填充体(8)后，在注浆段(31)内设置带有若干注浆口(34)注浆套管(33)，所述注浆套管(33)上至少对应断层或岩溶段的部位外周套设有弹性橡胶套(35)；在注浆套管(33)中注入浆液(11)，填充注浆段(31)，并使弹性橡胶套(35)膨胀堵塞断层或岩溶腔(10)；注浆结束后，待注浆段(31)浆液(11)凝固并达到最大强度后，向透水管(5)内注入石蜡溶解液，将石蜡填充体(8)溶解，并抽出溶解后的液体。2.如权利要求1所述的岩溶或断层隧道的钻孔排水结构的施工方法，其特征在于，在放置透水管(5)后，在钻孔内放置伸入透水管(5)的石蜡溶解液注入管(6)，所述石蜡溶解液注入管(6)的内端部位于透水管(5)的上部靠近止水构件(4)的位置，所述排水管(7)的内端部位于透水管(5)的底部，然后再注入液态石蜡；向透水管(5)内注入石蜡溶解液时，通过石蜡溶解液注入管(6)注入，利用排水管(7)将透水管(5)中液态物质抽出，直到抽出的物质为纯净的石蜡溶解液。3.如权利要求1所述的岩溶或断层隧道的钻孔排水结构的施工方法，其特征在于，在石蜡填充体(8)溶解完成后，剪断石蜡溶解液注入管(6)外露的部分，向石蜡溶解液注入管(6)中注入浆液柱，封闭石蜡溶解液注入管(6)。4.如权利要求1所述的岩溶或断层隧道的钻孔排水结构的施工方法，其特征在于，注入的石蜡溶解液为煤油或柴油。5.岩溶或断层隧道的钻孔排水施工结构，包括下倾的钻孔，所述钻孔包括位于下部的透空段(32)与位于上部的注浆段(31)，所述透空段(32)与注浆段(31)之间设置止...

【专利技术属性】
技术研发人员：范雲鹤，赵万强，喻渝，郑长青，曹彧，胖涛，何昌国，匡亮，罗禄森，王李，龙游昊，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：