一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法技术

本发明专利技术公开了一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法，其包括步骤包括：先对溶洞壁空腔区域，进行挂网锚喷防护处理，后对掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域打设注浆导管，并向管周土体注入水泥水玻璃双液浆加固处理，以确保施工过程中溶洞的稳定，避免隧道开挖时产生较大的塑性区，同时堵水的作用；对隧道下方的溶洞采用洞渣填筑，保留原有岩溶管道，并且设置C20混凝土回填、C35钢筋混凝土板跨越溶洞，避免隧道发生不均匀沉降；对溶洞段岩溶水分两部分排出，分别依靠原有岩溶管道和隧道排水系统，避免因溶洞内水压过大而造成隧道支护系统负载过大；在隧道初支的外侧增设钢架混凝土护拱，能够避免溶洞内失稳落石对隧道主体支护结构造成冲击荷载。构造成冲击荷载。构造成冲击荷载。

【技术实现步骤摘要】
一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法


[0001]本专利技术属于岩溶隧道工程施工
，具体涉及一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法。

技术介绍

[0002]我国岩溶地质主要集中分布于云、贵、川三省及两广、两湖部分地区等，随着我国经济的快速发展，上述地区基础设施建设力度不断增加，大型公路、铁路工程陆续规划建设，需要处理大量由于岩溶地质引起的工程问题，特别是岩溶隧道程问题。由于铁路设计标准的提高，受线路纵坡、曲线半径限制，不可避免地出现长大、深埋型岩溶隧道。同时，受勘察技术手段、勘察周期的限制以及岩溶发育本身的无规律性，很难在勘察设计阶段完全查清隧道通过地段具体的岩溶形态，在隧道建设过程中遭遇不同形态体量、不同危害的岩溶概率极高，因此修建岩溶隧道过程中隧道底板下有大型溶洞，如何处治大型溶洞，且保证施工质量及隧道运营安全极为重要。
[0003]对于隧道开挖施工过程中遇到的溶洞，当溶洞规模较小时，一般采用浆砌片石回填方式进行处理，对于较大的溶洞，可采用桥梁跨越。但当隧道需穿越溶腔巨大、充填物松散、稳定性差的大型半充填溶洞时，由于隧道内场地狭小，大型机械难以发挥作用，洞内桥梁施工效率较低，导致传统施工方法施工难度大，不能有效控制结构在施工过程中的变形，无法解决隧道穿越大型半充填溶洞的施工难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的大型半充填溶洞中，隧道施工难度大、不能有效控制结构在施工中的变形的问题，提供一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法，其包括以下步骤：
[0007]S1，溶洞壁空腔区域加固处理；
[0008]S1.1，清除危岩，使用挖掘机对溶洞壁空腔表面松动岩石及附着物由外向里、从上到下逐步清除；
[0009]S1.2，对岩溶壁空腔表面初喷C25混凝土；
[0010]S1.3，对初喷混凝土的溶洞壁进行药卷锚杆钻孔及安装；
[0011]S1.4，在初喷混凝土的岩溶壁表面铺设钢筋网片，并绑扎固定于锚杆之上，再把各个钢筋网片焊接成网；
[0012]S1.5，对经步骤S1.4处理后的网面复喷C25混凝土；
[0013]S2，掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域加固处理；
[0014]S2.1，制作注浆导管；
[0015]S2.2，根据设计间距以及设计孔位，在掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域上进行钻孔，钻孔的深度和直径应与注浆导管匹配；
[0016]S2.3，将注浆导管插入至钻孔中；
[0017]S2.4，采用注浆泵向注浆导管压注水泥水玻璃双液浆，水泥水玻璃双液浆经注浆导管的管壁上的孔眼喷射至管周土体，实现土体加固；
[0018]S3，基底处理以及保留原有岩溶管道排水；
[0019]S3.1，对隧道下方的溶洞采用洞渣填筑，根据设计位置安装排水钢管，并将排水钢管的下端插入洞渣中，排水钢管的上端与溶洞连通；隧道下方的溶洞经洞渣填筑后仍能保持水流在其中流通；
[0020]S3.2，利用土工布覆盖在洞渣的上方，并在土工布的上方填筑用C20混凝土；
[0021]S3.3，待C20混凝土凝固后，在C20混凝土的上方跨越溶洞绑扎钢筋以及安装模板，并浇筑C35混凝土，形成钢筋混凝土板，作为岩溶隧道基础；待C35混凝土强度达设计强度的85％以上后拆除模板；同时，保证排水钢管的上端高于钢筋混凝土板1m以上；
[0022]S4，支护施工以及引入隧道排水系统排水；
[0023]S4.1，在隧道初支的外侧增设钢拱架，钢拱架位于溶洞一侧且沿隧道纵向间隔布置多个，钢拱架的拱顶由锁脚锚管锚固在围岩上，钢拱架的拱脚由锁脚锚管锚固在钢筋混凝土板上；锁脚锚管与钢拱架的连接处采用U型钢筋进行焊接固定；
[0024]S4.2，在钢拱架的外侧安装模板，为后续的C35混凝土浇筑步骤提供浇注模腔；在钢拱架的拱顶焊接有注浆管；在钢拱架的长度方向上间隔地焊接多个吹填管；在隧道的底部安装波纹排水管，波纹排水管的下端连接至隧道排水系统，波纹排水管的上端与溶洞连通；且波纹排水管的上端高于排水钢管的上端；
[0025]S4.3，通过注浆管向浇注模腔注入C35混凝土，使钢拱架的外侧包覆C35混凝土，形成钢架混凝土护拱；待C35混凝土强度达设计强度的85％以上后拆除模板；
[0026]S4.4，通过吹填管在钢架混凝土护拱的外侧吹填中粒砂作为缓冲层。
[0027]作为本专利技术的优选方案，步骤S1中，所述的初喷C25混凝土的厚度为3cm；所述的复喷C25混凝土的厚度为7cm。
[0028]作为本专利技术的优选方案，步骤S2中，所述注浆导管为热轧无缝钢管，管壁厚为4mm，长度为4.5，多个所述注浆导管在掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域上呈梅花形布置；所述注浆导管的前端呈尖锥形，除距后端管口500mm范围之外的管壁上每隔15cm交错地布置有直径为15mm的孔眼。
[0029]作为本专利技术的优选方案，步骤S2中，所述水泥水玻璃双液浆中的水泥浆和水玻璃的体积比为1:0.1，其中，所述水泥浆的水灰比为1：1；所述水玻璃的浓度为35波美度。
[0030]作为本专利技术的优选方案，步骤S3中，所述C20混凝土的厚度为1.5m；所述C35混凝土的厚度为2.45m。
[0031]作为本专利技术的优选方案，步骤S3中，所述排水钢管设有多个且沿隧道纵向间隔布置。
[0032]作为本专利技术的优选方案，步骤S4中，所述锁脚锚管与所述U型钢筋之间以及所述钢拱架与所述U型钢筋之间均采用双面连续焊，焊缝长度不小于10cm，焊缝厚不小于5mm。
[0033]作为本专利技术的优选方案，步骤S4中，所述波纹排水管设有多个且沿隧道纵向间隔布置。
[0034]作为本专利技术的优选方案，步骤S4中，所述波纹排水管采用土工布包裹，并由铁丝绑
扎固定，且所述波纹排水管伸至溶洞的管段埋设在混凝土固定台中，所述波纹排水管的上端自混凝土固定台的顶部伸出。
[0035]作为本专利技术的优选方案，步骤S4中，所述缓冲层的厚度不小于50cm。
[0036]实施本专利技术提供的一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
[0037](1)本专利技术的技术方案先对溶洞壁空腔区域，进行挂网锚喷防护处理，后对掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域打设注浆导管，并向管周土体注入水泥水玻璃双液浆加固处理，以确保施工过程中溶洞的稳定，避免隧道开挖时产生较大的塑性区；同时，通过注设水泥水玻璃双液浆加固围岩、填充围岩缝隙，使得岩层间连接更加精密，从而起到提高围岩的自稳能力、堵水的作用；
[0038](2)本专利技术的技术方案对隧道下方的溶洞采用洞渣填筑可保留原有岩溶管道，以保障溶洞水的顺利排出；并且，设置C20混凝土回填、C35钢筋混凝土板跨越溶洞，以避免隧道发生不均匀沉降，保障隧道主体结构的安全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩溶隧道大型半填充溶洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，溶洞壁空腔区域加固处理；S1.1，清除危岩，使用挖掘机对溶洞壁空腔表面松动岩石及附着物由外向里、从上到下逐步清除；S1.2，对岩溶壁空腔表面初喷C25混凝土；S1.3，对初喷混凝土的溶洞壁进行药卷锚杆钻孔及安装；S1.4，在初喷混凝土的岩溶壁表面铺设钢筋网片，并绑扎固定于锚杆之上，再把各个钢筋网片焊接成网；S1.5，对经步骤S1.4处理后的网面复喷C25混凝土；S2，掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域加固处理；S2.1，制作注浆导管；S2.2，根据设计间距以及设计孔位，在掌子面、周边围岩、溶洞壁非空腔区域上进行钻孔，钻孔的深度和直径应与注浆导管匹配；S2.3，将注浆导管插入至钻孔中；S2.4，采用注浆泵向注浆导管压注水泥水玻璃双液浆，水泥水玻璃双液浆经注浆导管的管壁上的孔眼喷射至管周土体，实现土体加固；S3，基底处理以及保留原有岩溶管道排水；S3.1，对隧道下方的溶洞采用洞渣填筑，根据设计位置安装排水钢管，并将排水钢管的下端插入洞渣中，排水钢管的上端与溶洞连通；隧道下方的溶洞经洞渣填筑后仍能保持水流在其中流通；S3.2，利用土工布覆盖在洞渣的上方，并在土工布的上方填筑用C20混凝土；S3.3，待C20混凝土凝固后，在C20混凝土的上方跨越溶洞绑扎钢筋以及安装模板，并浇筑C35混凝土，形成钢筋混凝土板，作为岩溶隧道基础；待C35混凝土强度达设计强度的85％以上后拆除模板；同时，保证排水钢管的上端高于钢筋混凝土板1m以上；S4，支护施工以及引入隧道排水系统排水；S4.1，在隧道初支的外侧增设钢拱架，钢拱架位于溶洞一侧且沿隧道纵向间隔布置多个，钢拱架的拱顶由锁脚锚管锚固在围岩上，钢拱架的拱脚由锁脚锚管锚固在钢筋混凝土板上；锁脚锚管与钢拱架的连接处采用U型钢筋进行焊接固定；S4.2，在钢拱架的外侧安装模板，为后续的C35混凝土浇筑步骤提供浇注模腔；在钢拱架的拱顶焊接有注浆管；在钢拱架的长度方向上间隔地焊接多个吹填管；在隧道的底部安装波纹排水管，波纹排水管的下端连接至隧道排水系统，波纹排水管的上端与溶洞连通；且波纹排水管的上端高于排水钢管的上端；S4.3，通过注浆管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，刘虎平，安子敬，郑洪斌，程自强，唐旭，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：