本發(fā)明屬于隧道涌水導(dǎo)排施工領(lǐng)域，尤其涉及一種富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)及施工方法。

背景技術(shù)：

1、在地質(zhì)復(fù)雜的長隧洞中，往往存在大量的裂隙水。這些地下水在隧洞開挖過程中可能會突然涌出，形成大流量的地下水。特別是在富水地層中，隧洞施工面臨的地下水問題更為突出。因此，需要設(shè)計一種有效的導(dǎo)排系統(tǒng)，以應(yīng)對大流量地下水的挑戰(zhàn)。

2、在富水地層中施工，如果地下水處理不當(dāng)，可能會導(dǎo)致隧道掘進(jìn)困難、掌子面積水嚴(yán)重，甚至造成水淹整個洞段的風(fēng)險。傳統(tǒng)的隧道排水系統(tǒng)往往存在一些問題，如排水能力不足、排水效果不理想等。特別是在大流量地下水的情況下，傳統(tǒng)排水系統(tǒng)可能無法有效應(yīng)對，導(dǎo)致隧道施工受阻或運(yùn)營期間出現(xiàn)安全隱患。此外，一些排水系統(tǒng)還可能對周邊水環(huán)境造成不利影響，如地下水漫流、水質(zhì)污染等。

3、基于工程項目施工條件復(fù)雜、施工質(zhì)量高、施工工期緊的現(xiàn)實要求，亟需創(chuàng)新一種施工效率高、施工質(zhì)量優(yōu)、安全風(fēng)險低的富水地層隧道大流量地下水導(dǎo)排系統(tǒng)及施工方法，用于提高隧道施工的安全性和效率，同時減少對周邊水環(huán)境的不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)及施工方法。

2、這種富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)，包括臨時堵水鋼圍堰、導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架、交叉口水倉定型化模板體系、涌水倉免拆鋼圍堰體系和錨桿抗浮鋼蓋板；

3、臨時堵水鋼圍堰包括卷邊鋼圍堰和后拆圍堰，導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架設(shè)于導(dǎo)水鋼管外側(cè)；交叉口水倉定型化模板體系設(shè)于卷邊鋼圍堰內(nèi)，用于澆筑交叉口水倉；所述涌水倉免拆鋼圍堰體系也設(shè)于卷邊鋼圍堰內(nèi)，用于澆筑涌水倉；卷邊鋼圍堰作為涌水倉和交叉口水倉的永久模板；

4、所述錨桿抗浮鋼蓋板包括涌水倉鋼蓋板和交叉口水倉蓋板。

5、作為優(yōu)選，所述導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架包括左右兩組支架，導(dǎo)水鋼管底部設(shè)置導(dǎo)水鋼管底座，壓重型鋼支架下部設(shè)置異形底座，異形底座下方設(shè)置抗浮錨桿，異形底座上方設(shè)置斜撐桿，導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架中部設(shè)置側(cè)限位弧板及下帶弧板支撐，上部設(shè)置上帶弧板支撐，支架在導(dǎo)水鋼管頂部設(shè)置定限位弧板，兩組支架間通過連接耳板和螺栓連接。

6、作為優(yōu)選，所述交叉口水倉定型化模板體系包括前端模板、側(cè)模板、z字形模板、中部模板和模板固定螺栓，卷邊鋼圍堰作為交叉口水倉的外模板，兩卷邊鋼圍堰間設(shè)置加強(qiáng)底肋，加強(qiáng)底肋上設(shè)置斜撐桿，斜撐桿頂部支撐于側(cè)模板上，卷邊鋼圍堰外側(cè)設(shè)置加固角鋼，角部設(shè)置角部撐桿，中部模板對應(yīng)卷邊鋼圍堰外側(cè)設(shè)置中部弧形撐桿，交叉口水倉內(nèi)部設(shè)置支撐桁架，前端模板與支撐桁架間設(shè)置加長桁架撐桿，z字形模板與中部模板與支撐桁架間設(shè)置桁架撐桿，桁架撐桿和加長桁架撐桿端部均設(shè)置頂托，側(cè)模板安裝于卷邊鋼圍堰上的預(yù)埋接槽上，外側(cè)設(shè)置加強(qiáng)型鋼。

7、作為優(yōu)選，所述涌水倉免拆鋼圍堰體系包括氣囊、涌水倉側(cè)模、卷邊鋼圍堰和側(cè)模限位板，側(cè)模限位板固定于卷邊鋼圍堰上，涌水倉側(cè)模外側(cè)設(shè)置加強(qiáng)型鋼，底部設(shè)置側(cè)模底板，側(cè)模底板通過螺栓固定，涌水倉側(cè)模外側(cè)設(shè)置的加強(qiáng)型鋼與交叉口水倉側(cè)模板外側(cè)設(shè)置的加強(qiáng)型鋼間設(shè)置模板間加強(qiáng)撐，模板間加強(qiáng)撐間設(shè)置空腔撐桿。

8、作為優(yōu)選，涌水倉鋼蓋板背部設(shè)置底部加強(qiáng)架和側(cè)限位型鋼，頂部設(shè)置頂部加強(qiáng)架，兩側(cè)設(shè)置抗浮錨桿，抗浮錨桿頂面設(shè)置錨頭保護(hù)板，涌水倉鋼蓋板長邊方向兩側(cè)設(shè)置預(yù)拉鋼絞線，預(yù)拉鋼絞線底部固定于側(cè)模底板上，交叉口水倉蓋板頂部設(shè)置交叉壓條，端部設(shè)置抗浮錨桿，背部設(shè)置槽鋼背楞。

9、這種富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)的施工方法，包括以下步驟：

10、步驟一、安裝導(dǎo)水鋼管后安裝壓重型鋼支架，最后澆筑混凝土覆蓋；

11、步驟二、通過后拆圍堰及卷邊鋼圍堰施工形成臨時堵水鋼圍堰；

12、步驟三、在臨時封堵鋼圍堰內(nèi)部安裝交叉口水倉定型化模板體系，最后進(jìn)行交叉口水倉混凝土澆筑；

13、步驟四、在卷邊鋼圍堰上的側(cè)模限位板上安裝涌水倉側(cè)模，安裝氣囊后澆筑混凝土形成涌水倉；

14、步驟五、分別在涌水倉上安裝涌水倉鋼蓋板，在交叉口水倉上部安裝交叉口水倉蓋板，進(jìn)行蓋重混凝土施工。

15、作為優(yōu)選，步驟三中，交叉口水倉定型化模板體系包括前端模板、側(cè)模板、z字形模板和中部模板，側(cè)模板安裝于預(yù)埋接槽上，并在外側(cè)設(shè)置斜撐桿斜撐桿底部支撐于加強(qiáng)底肋上，豎向卷邊鋼圍堰外側(cè)設(shè)置中部弧形撐桿，角部設(shè)置角部撐桿，隨后在中部設(shè)置支撐桁架。

16、作為優(yōu)選，在卷邊鋼圍堰設(shè)有側(cè)模限位板，依托側(cè)模限位板安裝涌水倉側(cè)模，并將涌水倉側(cè)模的底板固定，在涌水倉側(cè)模之間安裝氣囊，最后澆筑混凝土形成涌水倉。

17、作為優(yōu)選，施工涌水倉鋼蓋板和交叉口水倉蓋板后，涌水倉鋼蓋板兩側(cè)設(shè)置抗浮錨桿，抗浮錨桿頂面設(shè)置錨頭保護(hù)板，涌水倉鋼蓋板長邊方向兩側(cè)設(shè)置預(yù)拉鋼絞線；在涌水倉鋼蓋板和交叉口水倉蓋板上橫縱向布置兩層鋼筋，并進(jìn)行蓋重混凝土澆筑，澆筑頂高程為設(shè)計隧洞底板開挖高程。

18、本發(fā)明的有益效果是：

19、1）本發(fā)明采用了導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架用于保護(hù)導(dǎo)水鋼管，導(dǎo)水鋼管底部設(shè)置導(dǎo)水鋼管底座，壓重型鋼支架下部設(shè)置異形底座，異形底座下方設(shè)置抗浮錨桿，提高了導(dǎo)水鋼管排水時的施工安全性。

20、2）本發(fā)明研發(fā)了交叉口水倉定型化模板體系，采用了卷邊鋼圍堰作為交叉口水倉的外側(cè)模板，提高了模板支設(shè)的施工效率，并在內(nèi)側(cè)模板間設(shè)置支撐桁架，提高了施工過程中模板的穩(wěn)定性。

21、3）本發(fā)明采用了涌水倉免拆鋼圍堰體系，采用了卷邊鋼圍堰作為外側(cè)模板，采用氣囊作為內(nèi)側(cè)模板，大幅提高了模板支設(shè)的施工效率，卷邊鋼圍堰作為涌水倉和交叉口水倉的永久模板，實現(xiàn)了免拆。

22、4）本發(fā)明采用了錨桿抗浮鋼蓋板，涌水倉鋼蓋板長邊方向兩側(cè)設(shè)置預(yù)拉鋼絞線，預(yù)拉鋼絞線底部固定于側(cè)模底板上，交叉口水倉蓋板頂部設(shè)置交叉壓條，端部設(shè)置抗浮錨桿，提高了鋼蓋板的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，避免了蓋板受覆土荷載過大而發(fā)生變形。

技術(shù)特征：

1.富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)，其特征在于，包括臨時堵水鋼圍堰、導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架、交叉口水倉定型化模板體系、涌水倉免拆鋼圍堰體系和錨桿抗浮鋼蓋板；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架包括左右兩組支架，導(dǎo)水鋼管底部設(shè)置導(dǎo)水鋼管底座，壓重型鋼支架下部設(shè)置異形底座，異形底座下方設(shè)置抗浮錨桿，異形底座上方設(shè)置斜撐桿，導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架中部設(shè)置側(cè)限位弧板及下帶弧板支撐，上部設(shè)置上帶弧板支撐，支架在導(dǎo)水鋼管頂部設(shè)置定限位弧板，兩組支架間通過連接耳板和螺栓連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)，其特征在于，所述交叉口水倉定型化模板體系包括前端模板、側(cè)模板、z字形模板、中部模板和模板固定螺栓，卷邊鋼圍堰作為交叉口水倉的外模板，兩卷邊鋼圍堰間設(shè)置加強(qiáng)底肋，加強(qiáng)底肋上設(shè)置斜撐桿，斜撐桿頂部支撐于側(cè)模板上，卷邊鋼圍堰外側(cè)設(shè)置加固角鋼，角部設(shè)置角部撐桿，中部模板對應(yīng)卷邊鋼圍堰外側(cè)設(shè)置中部弧形撐桿，交叉口水倉內(nèi)部設(shè)置支撐桁架，前端模板與支撐桁架間設(shè)置加長桁架撐桿，z字形模板與中部模板與支撐桁架間設(shè)置桁架撐桿，桁架撐桿和加長桁架撐桿端部均設(shè)置頂托，側(cè)模板安裝于卷邊鋼圍堰上的預(yù)埋接槽上，外側(cè)設(shè)置加強(qiáng)型鋼。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)，其特征在于，所述涌水倉免拆鋼圍堰體系包括氣囊、涌水倉側(cè)模、卷邊鋼圍堰和側(cè)模限位板，側(cè)模限位板固定于卷邊鋼圍堰上，涌水倉側(cè)模外側(cè)設(shè)置加強(qiáng)型鋼，底部設(shè)置側(cè)模底板，側(cè)模底板通過螺栓固定，涌水倉側(cè)模外側(cè)設(shè)置的加強(qiáng)型鋼與交叉口水倉側(cè)模板外側(cè)設(shè)置的加強(qiáng)型鋼間設(shè)置模板間加強(qiáng)撐，模板間加強(qiáng)撐間設(shè)置空腔撐桿。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)，其特征在于，涌水倉鋼蓋板背部設(shè)置底部加強(qiáng)架和側(cè)限位型鋼，頂部設(shè)置頂部加強(qiáng)架，兩側(cè)設(shè)置抗浮錨桿，抗浮錨桿頂面設(shè)置錨頭保護(hù)板，涌水倉鋼蓋板長邊方向兩側(cè)設(shè)置預(yù)拉鋼絞線，預(yù)拉鋼絞線底部固定于側(cè)模底板上，交叉口水倉蓋板頂部設(shè)置交叉壓條，端部設(shè)置抗浮錨桿，背部設(shè)置槽鋼背楞。

6.如權(quán)利要求1至5中任一所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)的施工方法，其特征在于，步驟三中，交叉口水倉定型化模板體系包括前端模板、側(cè)模板、z字形模板和中部模板，側(cè)模板安裝于預(yù)埋接槽上，并在外側(cè)設(shè)置斜撐桿斜撐桿底部支撐于加強(qiáng)底肋上，豎向卷邊鋼圍堰外側(cè)設(shè)置中部弧形撐桿，角部設(shè)置角部撐桿，隨后在中部設(shè)置支撐桁架。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)的施工方法，其特征在于，在卷邊鋼圍堰設(shè)有側(cè)模限位板，依托側(cè)模限位板安裝涌水倉側(cè)模，并將涌水倉側(cè)模的底板固定，在涌水倉側(cè)模之間安裝氣囊，最后澆筑混凝土形成涌水倉。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)的施工方法，其特征在于，施工涌水倉鋼蓋板和交叉口水倉蓋板后，涌水倉鋼蓋板兩側(cè)設(shè)置抗浮錨桿，抗浮錨桿頂面設(shè)置錨頭保護(hù)板，涌水倉鋼蓋板長邊方向兩側(cè)設(shè)置預(yù)拉鋼絞線；在涌水倉鋼蓋板和交叉口水倉蓋板上橫縱向布置兩層鋼筋，并進(jìn)行蓋重混凝土澆筑，澆筑頂高程為設(shè)計隧洞底板開挖高程。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種富水地層隧道大流量地下水永臨結(jié)合導(dǎo)排系統(tǒng)及施工方法，導(dǎo)排系統(tǒng)包括臨時堵水鋼圍堰、導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架、交叉口水倉定型化模板體系、涌水倉免拆鋼圍堰體系和錨桿抗浮鋼蓋板。本發(fā)明的有益效果是：采用了導(dǎo)水鋼管壓重型鋼支架用于保護(hù)導(dǎo)水鋼管，導(dǎo)水鋼管底部設(shè)置導(dǎo)水鋼管底座，壓重型鋼支架下部設(shè)置異形底座，異形底座下方設(shè)置抗浮錨桿，提高了導(dǎo)水鋼管排水時的施工安全性；研發(fā)了交叉口水倉定型化模板體系，采用了卷邊鋼圍堰作為交叉口水倉的外側(cè)模板，提高了模板支設(shè)的施工效率，并在內(nèi)側(cè)模板間設(shè)置支撐桁架，提高了施工過程中模板的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：王新泉,李梟,刁紅國,霍棲茜,申約拿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州江潤科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10