[发明专利]一种隧道施工中顶部不稳定出露溶洞防塌装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种隧道施工中顶部不稳定出露溶洞防塌装置及施工方法，所述防塌装置包括垂直支护和拱形支护，所述垂直支护位于所述隧道内，且所述垂直支护沿着所述隧道的掌子面设置；所述拱形支护沿着所述隧道的设计顶面延伸，所述垂直垂直支护的顶部与所述拱形支护之间设有通过弹簧缓冲器连接；所述拱形支护的两侧边缘之间固设有充气篷布，所述拱形支护与所述充气篷布之间设有高度调节组件；所述充气篷布上设有自密封组件。本发明的防塌装置既能与溶洞的顶面紧密贴合，还能够提高防塌装置整体的稳定性。

技术领域

本发明涉及隧道支护技术领域，尤其涉及一种隧道施工中顶部不稳定出露溶洞防塌装置及施工方法。

背景技术

十九世纪是桥的时代，二十世纪是高层建筑的时代，二十一世纪是地下空间的时代，近年来，随着我国经济飞速发展，交通基础设施建设的需要在不断提高，公路隧道的修建大大提高了西部山岭地区交通运输的便利。目前，我国已跻身世界上隧道修建规模、技术和难度最大的国家之列。同时，公路、铁路工程建设的重心逐渐转向岩溶高度发育的西部山区，将会给地质勘测、施工安全、生态环境带来巨大的挑战。

岩溶是地球上十分常见的地质现象，从高山到地壳几千米深的岩石均有发育。我国地域辽阔，东西地形、地貌差别大，区域地质情况非常复杂，岩溶地质是其中典型的复杂地质情况之一。我国是世界上岩溶地质分布最广的国家之一，在全国960万km2国土面积上，可溶岩层分布面积约344.3万km2，占国土面积的1/3。岩溶地质分布遍及我国各省、市和自治区，尤其以我国西南的云、贵、桂地区为甚，另外山西、广东、湖南、浙江、鄂西、四川、陕南以及华北地区亦有大量分布。根据目前西部己建和在建铁路隧道的不完全统计，位于岩溶地区的隧道约占50％，据建于岩溶区的26座公路、铁路长隧道统计资料，在建设中几乎都不同程度地遇到了岩溶坍塌和涌水等灾害，发生过较大岩溶灾害的有10座之多，占38.64％；而在西南、中南地区17座岩溶中长隧道(2km-3km)中，近50％发生过较大岩溶灾害。

因此，如何从各影响因素多方面综合判定岩溶隧道施工开挖的稳定性，如何掌握岩溶隧道开挖过程中地质灾害的处理时机和处理方案，已成为当下岩溶隧道开挖亟需解决的问题。

在隧道开挖过程中，会遇到溶洞，现有支护主要采用砼挡土墙或喷锚支护技术，其支护能力在这种复杂地质条件下无法达到预期支护效果，主要是由于支护结构与溶洞没有紧密结合，不能共同变形。公开号为CN212454440U的实用新型专利中公开了一种隧道单侧边墙出露溶洞的快速支护结构，该支护结构能够使支护结构与溶洞的顶部紧密贴合，但是在注浆过程中会对伸缩杆产生影响，造成伸缩杆的移位或者变形，从而影响到支护效果。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种隧道施工中顶部不稳定出露溶洞防塌装置及施工方法，既能使防塌装置与溶洞的顶面紧密贴合，还能够提高防塌装置整体的稳定性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种隧道施工中顶部不稳定出露溶洞防塌装置，所述溶洞位于所述隧道掌子面的顶部，其特征在于：所述防塌装置包括垂直支护和拱形支护，所述垂直支护位于所述隧道内，且所述垂直支护沿着所述隧道的掌子面设置；

所述拱形支护沿着所述隧道的设计顶面延伸，所述垂直垂直支护的顶部与所述拱形支护之间设有通过弹簧缓冲器连接；

所述拱形支护的两侧边缘之间固设有充气篷布，所述拱形支护与所述充气篷布之间设有高度调节组件；所述充气篷布上设有自密封组件。

进一步的，所述高度调节组件包括多个垂直设置在所述拱形支护顶部的第一支撑柱，每个所述第一支撑柱内均设有第一伸缩支撑组件，所述第一伸缩支撑组件贯穿所述第一支撑柱的顶部，且所述第一伸缩支撑组件的顶部与所述充气篷布固定连接；