本發(fā)明涉及一種穿越地下洞室的層間錯動帶防滲治理結(jié)構(gòu)及施工方法。適用于地下工程防滲排水領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國的水電工程建設(shè)過程中，經(jīng)常面臨巖體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地質(zhì)動力作用強烈、生態(tài)環(huán)境脆弱與地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)等問題。而水電工程的地下洞室群有埋深大、洞室群布置復(fù)雜、洞室跨度大等特點，而且常面臨于地下水發(fā)育、層間錯動帶貫穿地下洞室群等問題。其中層間錯動帶的存在給世界上許多大型水電工程造成嚴重的危害，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已建和再建的大型水電工程中，有30余個地下洞室群均因?qū)娱g錯動帶的存在而影響工程設(shè)計，或改變洞室群尺寸、或改變洞室群布置方式，或因?qū)娱g錯動帶的治理不到位導(dǎo)致地下洞室群滲漏水問題頻發(fā)。因此在發(fā)育層間錯動帶且地下水發(fā)育的大型深埋地下工程中，若不能對賦存于斷層、巖石節(jié)理裂隙中的地下水進行有效治理，地下洞室群將面臨被滲水淹沒的危險，這將極大地影響到主體工程的施工及工程后期的安全穩(wěn)定運營。

由于深埋大型地下工程通常具有復(fù)雜的地質(zhì)條件，其地下水滲流問題的治理面臨較多的不確定因素，要合理有效地堵排地下水難度較大，尤其面對層間錯動帶貫穿洞室這種特殊的地質(zhì)條件，因?qū)娱g錯動帶的空間延展大、硬—軟—硬復(fù)合結(jié)構(gòu)、歷史上曾經(jīng)多次滑動等特點，目前并沒有針對層間錯動帶的防滲排水治理方法，另外對于大型地下工程不同空間位置防滲系統(tǒng)的連接問題，目前尚無比較成熟的處理方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題，提供一種施工方便、成本較低的穿越地下洞室的層間錯動帶防滲治理結(jié)構(gòu)及施工方法，以達到治理地下洞室滲水的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種穿越地下洞室的層間錯動帶防滲治理結(jié)構(gòu)，其特征在于：在地下洞室上游側(cè)設(shè)置灌漿廊道和截滲洞；

其中灌漿廊道位置高于地下洞室，且灌漿廊道軸線與地下洞室軸線平行，灌漿廊道下方設(shè)有若干排通過灌漿廊道向下鉆孔灌漿形成的主防滲帷幕，主防滲帷幕沿灌漿廊道軸線布置，且主防滲帷幕向下穿過所述層間錯動帶；

所述截滲洞軸線平行于地下洞室的軸線，該截滲洞位于層間錯動帶上，截滲洞坡度與層間錯動帶相同且層間錯動帶出露于截滲洞的中部，截滲洞下方設(shè)置有若干排通過截滲洞向下鉆孔灌漿形成的底板加強帷幕，底板加強帷幕沿截滲洞軸線布置，該底板加強帷幕向下超過所述地下洞室底部高程；

所述截滲洞的靠近主防滲帷幕側(cè)設(shè)有若干排通過截滲洞向主防滲帷幕側(cè)鉆孔并灌漿形成的銜接帷幕，銜接帷幕沿截滲洞軸線布置，且該銜接帷幕穿過主防滲帷幕。

所述截滲洞具有直墻圓拱形的截滲洞洞室，截滲洞洞室內(nèi)澆筑有的一期鋼筋混凝土襯砌，一期鋼筋混凝土襯砌內(nèi)形成與截滲洞洞室同軸的、直墻圓拱形的二期施工隧洞，所述一期鋼筋混凝土襯砌澆筑段施工縫內(nèi)安設(shè)有橡膠止水條；所述二期施工隧洞內(nèi)回填微膨脹混凝土。

所述截滲洞洞室的寬度為截滲洞洞室高度的0.85倍。

所述截滲洞中軸線到所述地下洞室上游邊墻的距離為1.2倍的地下洞室寬度，所述灌漿廊道中軸線到地下洞室上游邊墻的距離為1倍的地下洞室寬度。

所述截滲洞的長度較地下洞室長1倍的地下洞室寬度，且在地下洞室兩端均超出0.5倍地下洞室寬度。

所述截滲洞高度大于等于2倍的層間錯動帶厚度且大于等于3.5m。

所述主防滲帷幕具有兩排，孔間距2m，排距1.5m；主防滲帷幕下端超過所述層間錯動帶5m。

所述底板加強帷幕具有兩排，孔間距2m，排距1.5m；底板加強帷幕下端超過地下洞室底部高程10m。

所述銜接帷幕分為上排銜接帷幕和下排銜接帷幕，銜接帷幕孔間距2m，其中上排銜接帷幕傾角為上傾40°，下排銜接帷幕為傾角為上傾25°。

一種治理結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：

1、在待開挖地下洞室上游側(cè)的層間錯動帶相應(yīng)位置開挖截滲洞洞室；

2、在截滲洞洞室內(nèi)澆筑一期鋼筋混凝土襯砌，形成二期施工隧洞，一期鋼筋混凝土襯砌內(nèi)安設(shè)橡膠止水條，所述一期鋼筋混凝土襯砌頂部預(yù)埋頂拱回填灌漿管和銜接帷幕灌漿管；

3、一期鋼筋混凝土襯砌達到70％的設(shè)計強度后通過頂拱回填灌漿管進行頂拱回填灌漿；

4、檢查拱頂回填灌漿質(zhì)量；

5、在待開挖地下洞室上游側(cè)相應(yīng)位置開挖灌漿廊道，并進行支護；

6、在灌漿廊道內(nèi)向下鉆孔并灌漿形成主防滲帷幕；

7、在二期施工隧洞內(nèi)對應(yīng)銜接帷幕灌漿管進行鉆孔并灌漿形成銜接帷幕；

8、在二期施工隧洞內(nèi)向下鉆孔并灌漿形成底板加強帷幕；

9、待一期鋼筋混凝土襯砌、銜接帷幕和底板加強帷幕施工完成并檢查合格后，在二期施工隧洞內(nèi)回填微膨脹混凝土。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過設(shè)置主防滲帷幕、銜接帷幕、底板加強帷幕及截滲洞，結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，能有效治理針對貫穿洞室的層間錯動帶防滲問題。

本發(fā)明設(shè)置截滲洞且使層間錯動帶出露于截滲洞中部，并對截滲洞進行一期鋼筋混凝土襯砌、設(shè)置橡膠止水條和回填微膨脹混凝土，有效地阻隔了因?qū)娱g錯動帶這一特殊結(jié)構(gòu)形成的滲流通道，可很好的發(fā)揮截滲洞的防滲效果。

本發(fā)明設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)的截滲洞、并在深埋巖體中設(shè)置灌漿廊道，并配合采用主防滲帷幕、銜接帷幕以及底板加強帷幕等措施形成一個大型連續(xù)的防滲體系，為地下洞室施工及運營提供安全保證。通過設(shè)置銜接帷幕，并與主防滲帷幕進行有效地搭接，從而實現(xiàn)了不同空間位置不同傾角防滲帷幕體的連接，對于提高截滲洞的防滲功能具有重要作用。

附圖說明

圖1為實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實施例中截滲洞剖面圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例為一種穿越大埋深地下洞室的層間錯動帶防滲治理結(jié)構(gòu)，該防滲治理結(jié)構(gòu)設(shè)置于地下洞室2的上游側(cè)，包括灌漿廊道5、主防滲帷幕6、截滲洞、銜接帷幕和底板加強帷幕9。本例中已知地下洞室2長度為300m、寬度為30m，層間錯動帶3平均寬度為1.2m。

本實施例中灌漿廊道5軸線平行于地下洞室2的軸線，灌漿廊道5高程位于截滲洞4上部且高于地下洞室2，灌漿廊道5軸線與待開挖洞室2上游邊墻的距離等于1倍的地下洞室2寬度，即為30m。

灌漿廊道5為直墻圓拱型洞室，洞室尺寸為3m×3.5m(寬×高)，灌漿廊道5根據(jù)揭露圍巖類別采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M行支護。在灌漿廊道5底板上向下鉆孔進行主防滲帷幕6灌漿，主防滲帷幕6灌漿分兩排進行，沿灌漿廊道5軸線布置。主防滲帷幕6灌漿孔徑為91mm、孔距離2m、排距1.5m，主防滲帷幕6孔深按超過層間錯動帶3向下5m控制。

本實施例中截滲洞軸線平行于地下洞室2的軸線，截滲洞位于層間錯動帶3上，截滲洞坡度與層間錯動帶3相同，并保證層間錯動帶3出露于截滲洞的中部，截滲洞中軸線與地下洞室2上游邊墻的距離等于1.2倍的地下洞室2寬度，即為36m。

本例中截滲洞高度不小于2倍的層間錯動帶3厚度且不小于3.5m，截滲洞寬度為截滲洞高度的0.85倍，截滲洞長度較地下洞室2長1倍的地下洞室2寬度，且在地下洞室2兩側(cè)超出長度相等，均為0.5倍地下洞室2寬度。在已知層間錯動帶3平均寬度為1.2m時，截滲洞的高度取為3.5m，截滲洞的寬度取為3m，截滲洞的長度在待開挖洞室2長度范圍以外兩側(cè)各延長15m。

如圖2所示，本例中截滲洞具有直墻圓拱形的截滲洞洞室4，截滲洞洞室4內(nèi)澆筑有一期鋼筋混凝土襯砌10。一期鋼筋混凝土襯砌10內(nèi)形成二期施工隧洞14，二期施工隧洞14呈直墻圓拱形，且與截滲洞洞室同軸。一期鋼筋混凝土襯砌厚度為50cm，一期鋼筋混凝土襯砌澆筑段施工縫內(nèi)安設(shè)651型橡膠止水條11。

本實施例在一期鋼筋混凝土襯砌10中預(yù)埋截滲洞的頂拱回填灌漿管及朝向主防滲帷幕6的銜接帷幕灌漿管，頂拱回填灌漿管、銜接帷幕灌漿管頂部入巖15cm。在截滲洞下游拱肩鉆取上對應(yīng)銜接帷幕灌漿管鉆設(shè)上下兩排銜接帷幕孔，銜接帷幕孔沿截滲洞軸線布置，灌漿后形成上排銜接帷幕7和下排銜接帷幕8，上排銜接帷幕孔孔徑為91mm、間距2m，傾角為上傾40°，上排銜接帷幕孔深度按超過主防滲帷幕5m控制；下排銜接帷幕孔位于上排銜接帷幕孔間距1.5m的下游拱肩處，下排銜接帷幕孔間距2m，傾角為上傾25°，下排銜接帷幕孔深度按超過主防滲帷幕5m控制。

在截滲洞洞室4底板上向下鉆取加強帷幕孔進行底板加強帷幕9灌漿，底板加強帷幕9灌漿分兩排進行，孔距離2m，排距1.5m，加強帷幕孔深按超過地下洞室2底部10m控制。本例中已知截滲洞底板與地下洞室2底部在垂直方向距離為20m時，則底板加強帷幕9孔深取30m。

本實施例中二期施工隧洞14的表面經(jīng)鑿毛處理，二期施工隧洞內(nèi)回填c25微膨脹混凝土12。

本實施例中治理結(jié)構(gòu)的具體施工方法如下：

1、在待開挖地下洞室2上游側(cè)的巖層1中、層間錯動帶3相應(yīng)位置開挖截滲洞洞室4；

2、在截滲洞洞室4內(nèi)澆筑一期鋼筋混凝土襯砌10，形成二期施工隧洞14，一期鋼筋混凝土襯砌內(nèi)安設(shè)橡膠止水條11，所述一期鋼筋混凝土襯砌10頂部預(yù)埋頂拱回填灌漿管和銜接帷幕灌漿管；

3、一期鋼筋混凝土襯砌10達到70％的設(shè)計強度后通過頂拱回填灌漿管進行頂拱回填灌漿，灌漿壓力控制在0.3～0.5mpa，在最大壓力下灌漿孔停止吸漿后，延續(xù)灌注10min即結(jié)束灌漿，截滲洞頂拱回填灌漿過程中，在空隙大的部位灌注適量水泥砂漿；

4、在截滲洞頂拱回填灌漿結(jié)束7天后進行灌漿質(zhì)量檢查，檢查孔布置于截滲洞頂拱中心線、脫空較大以及灌漿情況異常部位，回填灌漿質(zhì)量檢查孔穿透一期鋼筋混凝土襯砌深入圍巖10cm，且每15m布置一個檢查孔；

5、在待開挖地下洞室2上游側(cè)巖層1內(nèi)相應(yīng)位置開挖灌漿廊道5，并進行支護；

6、在灌漿廊道5內(nèi)向下鉆孔并灌漿形成主防滲帷幕6；

7、在二期施工隧洞14內(nèi)鉆取上排銜接帷幕孔進行上排銜接帷幕7灌漿，隨后在與上排銜接帷幕孔間距1.5m的下游拱肩處鉆取下排銜接帷幕孔進行下排銜接帷幕8灌漿；

8、在二期施工隧洞14內(nèi)向下鉆孔并灌漿形成底板加強帷幕9；

9、待一期鋼筋混凝土襯砌10、上排銜接帷幕7、下排銜接帷幕8、底板加強帷幕9施工完成并質(zhì)量檢查合格后，對二期施工隧洞14表面鑿毛處理，然后對二期施工隧洞14內(nèi)進行二期c25微膨脹混凝土12回填。

在完成治理結(jié)構(gòu)的施工并檢查合格后，進行地下洞室2的開挖施工。