一种适用于富水地层的隧道导流系统及施工方法与流程

技术特征：
1.一种适用于富水地层的隧道导流系统，其特征在于：包括设置在初期支护（1）两榀工字钢（101）之间且与隧道轮廓相对应的环形槽钢结构（3）；环形槽钢结构（3）两端出水口依次通过边墙集水井（4）、横向暗埋沟槽（5）与中心排水沟（6）连通。2.根据权利要求1所述的适用于富水地层的隧道导流系统，其特征在于：在隧道围岩内设有若干与环形槽钢结构（3）连通的径向或斜向排水孔（7），为附近段落提供泄水通道；排水孔（7）内插有全环打孔的排水管，以预防排水孔坍塌堵塞泄水通道。3.根据权利要求2所述的适用于富水地层的隧道导流系统，其特征在于：所述的环形槽钢结构（3）包括若干沿隧道拱顶至拱脚全范围布设的槽钢单元，槽钢单元通过锚固螺栓锚固在初期支护表面，且相邻槽钢单元相互焊接形成封闭的环形流道结构，在环形流道结构内壁设有防水结构。4.根据权利要求3所述的适用于富水地层的隧道导流系统，其特征在于：所述槽钢单元为［形、内侧开口的梯形、矩形、圆形或椭圆形结构；其两侧设置有与带螺栓孔的扩大钢垫板（303），使槽钢单元通过打入初期支护的锚固螺栓（302）固定在初期支护表面；并且在两侧底端的槽钢单元设有出水口（301），出水口（301）与边墙集水井（4）连接。5.根据权利要求1-4任一所述的适用于富水地层的隧道导流系统，其特征在于：所述边墙集水井（4）设置在隧道边墙角，上部进水口与环形槽钢结构（3）连通，下部出水口与横向暗埋沟槽（5）连接；并且在边墙集水井（4）的出水口处设有滤渣钢丝网（8）；在边墙集水井（4）外侧、隧道电缆沟（9）的上方设有检修口（401），检修口（401）上设有检查门。6.根据权利要求5所述的适用于富水地层的隧道导流系统，其特征在于：所述横向暗埋沟槽（5）相对中心排水沟（6）倾斜向下设置，其横向坡度不小于3%。7.一种适用于富水地层的隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、隧道开挖过程中观测围岩出水情况，根据隧道围岩出水情况灵活调整隧道施工工序，若隧道开挖过程中，初喷初期支护混凝土完成、两侧的工字钢架设完成，且尚未进行复喷初期支护混凝土时，发现围岩面有股状出水，在出水位置打设斜向或径向排水孔（7），孔内塞入排水管，其后喷射混凝土复喷施工时在集中出水点前后的两榀工字钢（101）间预留出排水凹槽的空间，并直接进入步骤s3；若复喷初期支护混凝土施工完成后，发现某一初期支护段落出水严重，则进入步骤s2；s2、通过监控量测，确定该段初期支护变形情况及剩余的预留变形量，根据剩余的预留变形量确定初期支护的掏槽深度；在集中出水点位置打设排水孔，对地下水进行提前卸压；沿集中出水点前后的两榀工字钢（101）间掏挖排水凹槽；掏槽完成后再在排水孔内塞入排水管；s3、在排水凹槽内进行槽钢单元的安装，直至完成全环形槽钢结构（3）的组装施工；s4、采用喷射混凝土对环形槽钢结构（3）外部进行二次封闭；s5、在环形槽钢结构（3）下端出水口处依次布设与之相连通的边墙集水井（4）、横向暗埋沟槽（5）与中心排水沟（6），再依次进行仰拱、仰拱回填浇筑施工；s6、进行初期支护（1）表面土工布和防水板的铺设、二衬钢筋的绑扎，其后浇筑二次衬砌（2）结构。
8.根据权利要求7所述的适用于富水地层的隧道施工方法，其特征在于：排水凹槽的施工与隧道初期支护的施工交替进行，即上、中台阶初期支护施工过程中预留或掏槽施工上、中台阶的排水凹槽，并施工排水孔，下台阶初期支护施工过程中预留或掏槽施工下台阶排水凹槽并施工排水孔；全环排水凹槽施工完成后，一次性进行槽钢单元的安装。9.根据权利要求8所述的适用于富水地层的隧道施工方法，其特征在于：在排水凹槽内设置的槽钢单元不侵入二次衬砌限界的前提下，尽量减少排水凹槽的深度，以减少对初期支护结构的扰动破坏；同时，若初期支护存在较大变形，在排水凹槽周围的影响段落增设临时环向支撑进行必要的加固处治。10.根据权利要求8所述的适用于富水地层的隧道施工方法，其特征在于：采用高压水冲法、静态破碎、切割拆除或任一一种扰动性小的掏槽方式进行排水凹槽施工。

技术总结
本发明公开了一种适用于富水地层的隧道导流系统及施工方法，包括设置在初期支护两榀工字钢之间且与隧道轮廓相对应的环形槽钢结构；环形槽钢结构两端出水口依次通过边墙集水井、横向暗埋沟槽与中心排水沟连通。在隧道开挖过程中，发现围岩面或初期支护表面有股状出水，可在集中出水点前后的两榀工字钢间设置出排水凹槽，排水凹槽内设置环形槽钢结构进行排水。本发明施工简单，不需要预判扩挖，通用性强，通过利用两榀工字钢之间的间隙埋设环形槽钢结构进行排水，大幅提高了隧道的环向排水能力及排水结构的可靠性，可有效满足富水地层隧道的排水需求，实用性强。实用性强。实用性强。


技术研发人员：胡强 杨洪 李本云 张安睿 春军伟 杨春平 邓少军 周立
受保护的技术使用者：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2022/3/8