本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法。

背景技術(shù)：

溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果，石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。該地質(zhì)現(xiàn)象會(huì)影響其周邊圍巖的穩(wěn)定性及力學(xué)分布情況，影響周邊的工程施工質(zhì)量。

在工程施工中，部分施工工藝對(duì)圍巖應(yīng)力分布影響較大，碰到無(wú)法避免的溶洞，工程結(jié)構(gòu)的不安全及不穩(wěn)定因素增加，施工工藝變得繁雜，整個(gè)工程的不確定性及風(fēng)險(xiǎn)也在不斷增加。

在施工過(guò)程中，溶洞出現(xiàn)在隧道附近的案例屢見(jiàn)不鮮，在仰拱底部出現(xiàn)小型溶洞的情況，也會(huì)影響隧道施工的安全性及施工質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供了小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法，其能夠減少不均勻應(yīng)力對(duì)隧道沉降收斂的影響，有效控制隧道變形，平衡隧道施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工速度，保障隧道施工的質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法，所述隧道為巖溶隧道，具體包括以下步驟：

S1，填充隧道仰拱底部的溶洞；溶洞深度＜3m時(shí)，采用換填法施工，將干砌片石換填、漿砌片石分別填充在溶洞的下部及上部；溶洞深度3m-10m時(shí)，采用注漿加固法施工，注漿材料需用C30水泥砂漿；

S2，在隧道拱部設(shè)置超前支護(hù)，環(huán)向開(kāi)挖弧形導(dǎo)坑，并預(yù)留核心土；開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺量不超過(guò)1.5m，其與初期支護(hù)鋼架間距配合設(shè)置；開(kāi)挖后應(yīng)進(jìn)行進(jìn)行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，同時(shí)注漿加固，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿與鋼架焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；

S3，開(kāi)挖左側(cè)中臺(tái)階、右側(cè)中臺(tái)階，開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺量不超過(guò)1.5m，其與初期支護(hù)鋼架間距配合設(shè)置；開(kāi)挖高度為3-3.5m，左右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)2-3m；開(kāi)挖后應(yīng)進(jìn)行進(jìn)行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿、拱腳錨桿及鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；

S4，使用S3步驟中的方法，施工左側(cè)下臺(tái)階、右側(cè)下臺(tái)階；

S5，上臺(tái)階、中臺(tái)階及下臺(tái)階的位置預(yù)留核心土，各臺(tái)階開(kāi)挖后，施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧道開(kāi)挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度為4-6m。

S6，循環(huán)開(kāi)挖隧底，開(kāi)挖進(jìn)尺量為2-3m，開(kāi)挖后，施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)開(kāi)挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度為4-6m。

進(jìn)一步地，步驟S1中，采用換填法施工時(shí)，漿砌片石的規(guī)格為M10。

進(jìn)一步地，步驟S1中，采用注漿加固法施工時(shí)，通過(guò)無(wú)縫鋼管注入漿液，無(wú)縫鋼管深入基巖1m，無(wú)縫鋼管之間的距離為1.5m。

進(jìn)一步地，步驟S2中，預(yù)留核心土長(zhǎng)度為3-5m，其寬度為隧道開(kāi)挖寬度的1/3-1/2。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明提供的小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法，其能夠減少不均勻應(yīng)力對(duì)隧道沉降收斂的影響，有效控制隧道變形，保平衡隧道施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工速度，保障隧道施工的質(zhì)量。

本發(fā)明采用三臺(tái)七步法進(jìn)行隧道掌子面的開(kāi)挖，保證了在不良地質(zhì)條件下施工的安全，減少了周?chē)貙拥牟痪鶆驊?yīng)力與隧道的沉降收斂，同時(shí)最大限度的保證了施工的進(jìn)度，對(duì)隧道施工穿越洞體深浚、充填豐滿(mǎn)的大型溶洞具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明的施工方法三臺(tái)階七步開(kāi)挖法規(guī)避了側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除臨時(shí)支護(hù)及受力轉(zhuǎn)換造成不安全的因素，通過(guò)縮短臺(tái)階長(zhǎng)度，確保初期支護(hù)盡快閉合成環(huán)，同時(shí)仰拱和拱墻襯砌及時(shí)跟進(jìn)，盡早形成穩(wěn)定的支護(hù)體系，具有及時(shí)調(diào)整閉合時(shí)間，方便機(jī)械施工，利于施工工序轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的施工方法施工空間大，方便機(jī)械化施工，可以多作業(yè)面平行作業(yè)，部分軟巖或土質(zhì)地段可以采用挖掘機(jī)直接開(kāi)挖，工效較高；方便在地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，便于靈活、及時(shí)地轉(zhuǎn)換施工工序，調(diào)整施工方法；適應(yīng)不同跨度和多種斷面形式，初期支護(hù)工序操作便捷；在臺(tái)階法開(kāi)挖的基礎(chǔ)上，預(yù)留核心土，左右錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖，利于開(kāi)挖工作面穩(wěn)定；當(dāng)圍巖變形較大或突變時(shí)，在保證安全和滿(mǎn)足凈空要求的前提下，可盡快調(diào)整閉合時(shí)間。

本發(fā)明廣泛適用于在溶洞的特殊地質(zhì)條件的地層，需要快速、安全、有效的通過(guò)該地質(zhì)條件的隧道開(kāi)挖施工，保證施工與隧道的安全。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件如下：

1.小導(dǎo)管；2.無(wú)縫鋼管；3.漿砌片石；4.干砌片石；5.弧形導(dǎo)坑；6.左側(cè)中臺(tái)階；7.右側(cè)中臺(tái)階；8.左側(cè)下臺(tái)階；9.右側(cè)下臺(tái)階；10-1.上臺(tái)階；10-2.中臺(tái)階；10-3.下臺(tái)階。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在此記載的實(shí)施例為本發(fā)明的特定的具體實(shí)施方式，用于說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的內(nèi)容采用顯而易見(jiàn)的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對(duì)在此記載的實(shí)施例的做出任何顯而易見(jiàn)的替換和修改的技術(shù)方案。

本說(shuō)明書(shū)的附圖為示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請(qǐng)注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實(shí)施例的各部件的結(jié)構(gòu)，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標(biāo)記用于表示相同的部分。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法，所述隧道為巖溶隧道，并且最大跨度可達(dá)18米，具體包括以下步驟：

S1，填充隧道仰拱底部的溶洞；溶洞深度＜3m時(shí)，采用換填法施工，將干砌片石換填4、漿砌片石3分別填充在溶洞的下部及上部；溶洞深度3m-10m時(shí)，采用注漿加固法施工，注漿材料需用C30水泥砂漿；

具體地，步驟S1中，采用換填法施工時(shí)，開(kāi)挖溶洞下部的溶蝕土質(zhì)，使用干砌片石4填充，然后，再使用規(guī)格為M10的漿砌片石填充溶洞上部1m處。

采用注漿加固法施工時(shí)，通過(guò)無(wú)縫鋼管2注入漿液，鉆孔深入基巖1m左右，鉆孔間距為1.5m，將無(wú)縫鋼管2插入在鉆孔中，通過(guò)無(wú)縫鋼管2注入C30水泥砂漿。

S2，在隧道拱部設(shè)置超前支護(hù)，環(huán)向開(kāi)挖弧形導(dǎo)坑5，并預(yù)留核心土；開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺量不超過(guò)1.5m，其與初期支護(hù)鋼架間距配合設(shè)置；開(kāi)挖后應(yīng)進(jìn)行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，同時(shí)采用小導(dǎo)管1徑向注漿加固，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿與鋼架焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；

具體地，步驟S2中，預(yù)留核心土長(zhǎng)度為3-5m，其寬度為隧道開(kāi)挖寬度的1/3-1/2。

S3，開(kāi)挖左側(cè)中臺(tái)階6、右側(cè)中臺(tái)階7，開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺量不超過(guò)1.5m，其與初期支護(hù)鋼架間距配合設(shè)置；開(kāi)挖高度為3-3.5m，左右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)2-3m；開(kāi)挖后應(yīng)進(jìn)行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿、拱腳錨桿及鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度；

S4，使用S3步驟中的方法，施工左側(cè)下臺(tái)階8、右側(cè)下臺(tái)階9；

S5，上臺(tái)階10-1、中臺(tái)階10-2及下臺(tái)階10-3的位置預(yù)留核心土，各臺(tái)階開(kāi)挖后，施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧道開(kāi)挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度為4-6m。

S6，循環(huán)開(kāi)挖隧底11，開(kāi)挖進(jìn)尺梁為2-3m，開(kāi)挖后，施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)開(kāi)挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度為4-6m。

本發(fā)明所述的隧道開(kāi)挖方法具有以下特點(diǎn)：

（1）隧道施工空間大，可以多工種平行作業(yè)，提高工作效率；

（2）可適用于不同跨度、多種斷面形式，初期支護(hù)工序操作便捷；

（3）隧道開(kāi)挖施工靈活，開(kāi)挖工作面穩(wěn)定。

本發(fā)明提供的小型溶洞位于開(kāi)挖隧道仰拱底時(shí)隧道開(kāi)挖與溶洞處理方法，其能夠減少不均勻應(yīng)力對(duì)隧道沉降收斂的影響，有效控制隧道變形，平衡隧道施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工速度，保障隧道施工的質(zhì)量。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。