[发明专利]穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系及施工方法

说明书

本发明公开了一种穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系及施工方法，初期支护中拱脚以上的钢拱架位于拱部溶洞内；锚索前端锚固在拱部稳固岩体中，锚索尾部固定焊接在钢拱架上，由锚索对隧道形成主动支护；在拱脚部位设置锁脚锚管及横向临时仰拱形成初期支护结构；针对底部隐伏溶洞设置桩基，由多根桩基在底部隐伏溶洞所在区域形成桩基群，筏板由桩基群支撑形成承载体系；筏板与仰拱设置为一体化浇筑结构，筏板中的钢筋与初期支护中的钢拱架固定焊接。本发明由主动支护和桩板形成联合支护及承载体系，实现了大型溶洞群中隧道开挖安全及底部结构安全。

技术领域

本发明涉及交通隧道施工领域，更体地说是穿越溶洞群隧道主动支护和桩板联合体系及施工方法，尤其是应用在溶洞发育区的隧道施工。

背景技术

在一些地区有着大面积的石灰岩的分布，如中国广西地区出露面积达12万平方公里，约占广西全区总面积的60％；在广西中西部地区分布着连绵成片、一眼望不到边的尖锥状、宝剑状、柱状、塔状等形态各异、挺拔峻峭的石灰岩山峰，该区域隐伏溶洞多、隧道开挖中遇到溶洞的可能性极高，施工前从地表进行溶洞探测的难度巨大，施工风险极高。特别是处于山体中的复杂大型溶洞群中进行隧道开挖施工，难度更大。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系及施工方法，采用主动支护和桩板共同形成联合支护及承载体系，实现在大型溶洞群中隧道开挖安全及底部结构安全。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系的特点是由锚索与桩板共同形成联合支护及承载体系，包括：

初期支护中的拱脚以上钢拱架位于拱部溶洞内；锚索的前端锚固在拱部稳定岩体中，锚索的尾部固定焊接在所述钢拱架上，所述锚索沿钢拱架的拱形边分布有多根，由所述锚索对隧道形成主动支护；在拱脚部位设置锁脚锚管，并设置横向临时仰拱，形成初期支护结构；

针对底部隐伏溶洞设置桩基，由多根桩基在底部隐伏溶洞所在区域形成桩基群，筏板由所述桩基群支撑，形成承载体系；

所述筏板与仰拱为一体化浇筑结构，筏板中的钢筋与初期支护中的钢拱架固定焊接。

本发明穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系的特点也在于：在拱部溶洞的表面喷射混凝土形成表面防护层；在所述钢拱架上铺设初期支护钢筋网，针对在由所述初期支护钢筋网和拱部溶洞的拱顶形成的空腔以填充物进行填充，使空腔密实。

本发明穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系的特点也在于：针对在由所述初期支护钢筋网和溶洞拱顶形成的空腔以填充物进行填充是指：利用设置在空腔内的预留管进行充填，在初期支护钢筋网上依次形成轻质混凝土层和泡沫混凝土层，在由泡沫混凝土层与溶洞拱顶形成的空腔内吹沙形成沙填充腔。

本发明穿越溶洞群的主动与桩板联合隧道支护体系施工方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1：隧道开挖前针对拱部溶洞的位置进行判定，确定拱部溶洞的顶部安全，开挖揭露拱部溶洞；

步骤2：采用弱爆破进行隧道开挖，形成隧道开挖轮廓后，及时施作初期支护的钢拱架、在钢拱架上铺设钢筋网，在拱部溶洞的表面喷射混凝土形成表面防护层，设置预留管；

步骤3：设置锚索，锚索的锚固端伸入基岩中的长度不少于6m，锚索的尾部与钢拱架固定焊接，形成主动支护；

步骤4：施作拱架锁脚锚管，并在横向设置临时仰拱；

步骤5：开挖施工桩基，桩基的深度要伸入到稳定基岩中不少于2m，待桩基强度达到设计强度的70％时，对底部隐伏溶洞进行吹沙处理，填充溶洞，完成桩基施工；