[发明专利]一种横穿隧道洞身的大型溶洞处理与开挖方法

摘要

一种横穿隧道洞身的大型溶洞处理与开挖方法，包括溶洞处理、预注浆、开挖上部弧形导坑、开挖中台阶、开挖下台阶以及开挖中部三层台阶的三台阶七步法。本发明的施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业，工效较高；方便在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法；适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷；在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右错开开挖，利于开挖工作面稳定；当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间，广泛适用于在溶洞的特殊地质条件的地层，需要快速、安全、有效的通过该地质条件的隧道开挖施工，保证施工与隧道的安全。

主权项

1.一种横穿隧道洞身的大型溶洞处理与开挖方法，所述隧道为岩溶隧道，其特征在于，施工步骤如下：步骤一，大型溶洞（17）横穿待开挖隧道的侧墙及底板部位时，在侧墙及底板标高位置的两侧以及底板的下侧搭设模板并一体浇筑有两个混凝土支座，所述混凝土支座的横截面尺寸大于大型溶洞的高度，该混凝土支座上部和下部需分别埋入溶洞上侧围岩（5）和溶洞下侧围岩（3）之内，所述混凝土支座的纵向长度大于溶洞的纵深，所述混凝土支座内还支设有一组沿支座纵向设置的支座泄水洞模板，并在混凝土浇筑后形成支座泄水洞（19），所述支座泄水洞尺寸和间距需根据实际受力进行设计，保证上部隧道荷载安全的情况下不能阻塞溶洞；所述大型溶洞（17）自隧道右侧墙横穿左侧墙下部以及整个底板，所述混凝土支座沿隧道横断面方向分别为左侧支座（1）和右侧支座（2），所述左侧支座（1）的底部呈阶梯状埋入溶洞下侧围岩（3）内，所述左侧支座（1）的内侧与初支侧墙下部外侧以及底板下侧均贴合连接，所述左侧支座（1）的顶部埋入溶洞上侧围岩（5）内，所述右侧支座（2）的底部埋入溶洞下侧围岩内，右侧支座（2）的内侧与初支侧墙的内侧贴合连接，所述右侧支座（2）的顶部支撑溶洞上侧围岩（5）；步骤二，在溶洞下侧围岩（3）内施作大型溶洞的围岩泄水洞（18），所述围岩泄水洞的两个开口分别与支座两侧的大型溶洞（17）连通；步骤三，隧道采用全断面帷幕预注浆或全断面周边预注浆；步骤四，开挖上部弧形导坑（6）：在隧道的拱部环向开挖上部弧形导坑（6），并预留核心土，环向开挖循环进尺量根据初期支护的钢架间距配合设置、不超过1.5m，开挖后进行喷、锚、网系统支护，同时采用注浆小导管（4）径向注浆加固，架设初期支护的钢架，在钢架的拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架的两侧边沿下倾角30°搭设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架焊接，复喷混凝土至设计厚度形成初支拱部（12）；步骤五，开挖左侧中台阶（7）和右侧中台阶（8）：开挖进尺量根据初期支护的钢架间距配合设置、不超过1.5m，开挖高度为3‑3.5m，左右侧台阶错开2‑3m，开挖后立即初喷3‑5cm厚的混凝土，然后进行喷、锚、网系统支护，沿隧道开挖方向接长钢架，在钢架的拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架的两侧边沿下倾角30°搭设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架焊接，复喷混凝土至设计厚度形成初支侧墙上部（13）；步骤六，使用步骤五中的方法继续开挖左侧下台阶（9）和右侧下台阶（10），形成初支侧墙下部和隧道底板边部（14）；步骤七，中部上台阶（11.1）、中部中台阶（11.2）及中部下台阶（11.3）的位置预留核心土，各台阶开挖后，施作隧道底板中部（15），将隧道底板中部（15）敷设在钢筋混凝土跨梁上。