一种隧道拱腰以上深大无充填物溶洞的处理方法与流程

1.本发明属于隧道溶洞处理技术领域，具体涉及一种隧道拱腰以上深大无充填物溶洞的处理方法。


背景技术：

2.针对隧道深大无填充溶洞的处理，传统处理方式主要是通过锚喷网加固的方法进行处理，对于隧道薄弱部位的保护不够，隧道后期强度存在安全隐患，本发明拟设计一种隧道拱腰以上深大无充填物溶洞的处理方法能够更好的保证在溶洞处理过程中的安全可靠性，同时科学合理具有更强的实操性。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
4.一种隧道拱腰以上深大无充填物溶洞的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.步骤1、根据隧道开挖揭露的溶洞发育情况，利用机械排除危险后，对暴露的岩面初喷一层混凝土封面；
6.步骤2、将溶洞内的小部分充填物清除，在主洞初期支护外围溶洞区域浇筑混凝土护拱；
7.步骤3、隧道内部支护采用钢拱架，拱脚置于基岩上，钢拱架就位后立即施作锁脚锚杆，在钢拱架背部铺挂双层钢筋网，双层钢筋网中央预埋孔口管、侧壁预埋若干软式透水管；
8.步骤4、护拱浇筑完成后，当混凝土强度达到75％后，进行主洞初期支护的施作，主洞初期支护根据设计图纸进行施工；
9.步骤5、在主洞初期支护立架完成后连同主洞初喷一起对拱腰以上的大溶洞进行回填，回填混凝土从预埋的孔口管中分次泵送进入溶洞内，待回填层混凝土初凝后再进行吹砂缓冲层的施工；
10.步骤6、混凝土回填完成后，在其上设吹砂缓冲层，吹砂缓冲层施工采用高压风管泵送到回填混凝土上面，吹砂缓冲层的设置是为了防止大溶洞内石渣石块等的掉落，对隧道产生较大的冲击压力导致不安全，当有落物掉落时，吹砂缓冲层能起到一个消能的作用，对隧道溶洞处的薄弱部位起到了双重保护。
11.所述步骤1中采用10c25混凝土进行初喷封面。
12.所述步骤2中在主洞初期支护外围溶洞区域浇筑60cm厚的c30混凝土的护拱。
13.所述步骤3中钢拱架为i20b型，钢拱架间距50cm，锁脚锚杆采用c22药卷锚杆，长度3m，斜向下打入基岩15
°‑
30
°
，且深入基岩大于1.5m，锁脚锚杆外露端与钢拱架焊接时采用u型钢筋辅助焊接。
14.所述步骤3中在钢拱架背部铺挂φ8双层钢筋网，钢筋网片在钢筋加工厂进行加
工，钢筋网钢筋每节长度1m,间距20
×
20cm，采用点焊连接，将成品运输到施工现场直接施挂，挂设时钢筋网片之间的搭接长度不小于240mm，双层钢筋网片之间保持一定间距，同时在中央预埋φ146x5孔口管、在侧壁预埋φ160软式透水管，每2m一道。
15.所述步骤5中回填材料采用c30混凝土，从预埋的孔口管中分次泵送进入溶洞内，混凝土总泵送厚度不小于1m，且不需要将大溶洞全部回填灌满，视现场情况进行回填，回填厚度能支承溶洞内意外落石即可。
16.所述步骤6中吹砂缓冲层厚度为50cm，吹砂缓冲层施工采用高压风管进行泵送，每次泵送厚度控制在30-45cm之间，通过孔口管泵送到回填混凝土上面。
17.本发明具有如下优点：
18.首创在溶洞口先施作护拱，一是在护拱与溶洞壁相交处打入锁脚锚杆，使大溶洞两侧壁有效连接，起到封闭溶洞，增强溶洞的稳定性；一是保证了施工过程中的安全可靠性，同时有利于中央孔口管、软式透水管的埋设。
19.溶洞回填采用分层泵送适量的c30混凝土，不需要将大溶洞全部回填灌满，这样的做法能解决对溶洞的回填，同时也节省了混凝土材料的用量。
20.设置吹砂缓冲层，一是能减少大溶洞内的顶部石渣石块等的掉落对隧道产生较大的冲击压力，吹砂缓冲层能起到一个消能的作用，对隧道溶洞处的薄弱部位起到了双重保护；一是砂层能够过滤溶洞内积水，避免堵塞透水管，方便洞内水顺利排除。
附图说明
21.图1为本发明方法流程简图；
22.图2为本发明方法施工示意图；
23.其中：1-隧道中线，2-60cm厚c30混凝土护拱，3-i20b型拱架，间距50cm，4-φ8钢筋网，20
×
20cm双层，5-型钢拱架锁脚锚杆，深入基岩大于1.5m，6-φ160软式透水管，间距2m/道，7-吹砂缓冲层，8-φ146
×
5孔口管。
具体实施方式
24.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-2所示，以化屯隧道施工为例，化屯隧道位于崇左市大新县榄圩乡岜光村光屯和榄圩乡新球村化屯，隧道左洞起讫桩号为k171 116 k172 927，设计长度1811m，为双向四车道隧道；隧址区穿越地层为泥盆系上统榴江组上段灰岩，进出口分布红黏土，不良地质为岩溶及危岩崩塌，地下水以碳酸盐岩溶水为主，针对该隧道深大无填充溶洞的处理，进行如下施工。
25.步骤1、根据隧道开挖揭露的溶洞发育情况，为确保施工安全，利用机械排除危险后，对暴露的岩面初喷一层10c25混凝土封面。
26.步骤2、根据开挖揭露，对该处的拱腰无填充溶洞采用“护拱 回填 吹砂”，首先将溶洞内的小部分充填物全部清除，在主洞初期支护外围溶洞区域浇筑60cm厚的c30混凝土的护拱。
27.步骤3、隧道内部支护采用i20b型钢拱架，钢拱架间距50cm，拱脚置于基岩上，钢拱架就位后立即施作锁脚锚杆，锁脚锚杆采用c22药卷锚杆、l＝3.0m、斜向下打入基岩15
°‑
30
°
且深入基岩》1.5m，锁脚锚杆外露端与钢拱架焊接时采用u型钢筋辅助焊接，在钢拱架背
部铺挂φ8双层钢筋网，钢筋网片在钢筋加工厂进行加工，钢筋网钢筋每节长度1m,间距20
×
20cm，采用点焊连接，将成品运输到施工现场直接施挂，挂设时钢筋网片之间的搭接长度不小于240mm(30d)，双层钢筋网片之间保持一定间距，同时在中央预埋φ146x5孔口管、在侧壁预埋φ160软式透水管，每2m一道。
28.步骤4、护拱浇筑完成后，当混凝土强度达到75％后，方可进行主洞初期支护的施作。主洞初期支护根据设计图纸进行施工。
29.步骤5、在主洞初支立架完成后连同主洞初喷一起对拱腰以上的大溶洞进行回填，回填材料采用c30混凝土，从预埋的φ146x5孔口管中分次泵送进入溶洞内，每一次的泵送厚度控制在25cm左右(根据溶洞的体积估算出25cm厚度的混凝土量)，混凝土总泵送厚度不小于1m，且不需要将大溶洞全部回填灌满，视现场情况进行回填，回填厚度能支承溶洞内意外落石即可，待回填层混凝土初凝后再进行吹砂缓冲层的施工。
30.步骤6、混凝土回填完成后，在其上设50cm厚吹砂缓冲层。吹砂缓冲层施工采用高压风管进行泵送，每次泵送厚度控制在30-45cm之间，通过φ146x5的孔口管泵送到回填混凝土上面。吹砂缓冲层的设置是为了防止大溶洞内石渣石块等的掉落，对隧道产生较大的冲击压力导致不安全，当有落物掉落时，吹砂缓冲层能起到一个消能的作用，对隧道溶洞处的薄弱部位起到了双重保护。
31.本发明的隧道拱腰以上深大无填充溶洞的处理方法，在隧道溶洞处理过程中提供了安全可靠的保证措施，降低了安全风险系数，本隧道利用此方法施工取得了较好的效果，现场采用湿喷工艺及高压管泵送的方式配合人工施工进行施工。在隧道施工过程中牢记24字方针，即：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、控沉陷、速反馈”。
32.本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。