喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法

摘要

本发明是喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法，其方法为分别进行应急处理措施、拱顶溶洞的初期支护处理、左侧拱脚溶洞的初期支护处理和右侧拱腰溶洞的初期支护处理，本发明提供的喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法，安全可靠、科学可行、施工方便、经济合理、工期紧凑地解决了串珠状溶洞施工技术难题，为以后类似的溶洞处理提供参考和借鉴，尤其是拱顶溶洞处理方法，达到了省时、省力、便于施工的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法。

背景技术

伴随着“一带一路”规划的实施，西南地区高速公路进入快速发展时期，西南地区岩土情况是典型的卡斯特地貌，岩溶地貌的整体性差，多溶洞或含泥、含沙溶腔，裂隙发育，夹层较多，岩石无根，仅靠岩石之间的摩擦力固定，极易出现松动掉块，冒顶塌方的危险。串珠状溶洞相对于其他形式的溶洞更加危险和复杂，尤其是同一里程断面内环向连续出现的溶洞，围岩发育情况未知，容易出现二次发育，给岩溶地质的溶洞段施工的隧道施工的安全、进度和效益造成了困难。

尤其是拱顶出现的溶洞，又需要进行前期封闭，所以拱顶溶洞处理的原则是本着安全第一，早封闭、轻巧、高强、便于施工，以往的设计全部填充完成，或者用砼进行立模打护拱的方式，费时、费力、效果差，不易施工。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法，针对构造溶蚀侵蚀低中山地貌的隧道的拱顶、左侧拱脚和右侧拱腰的三处串珠状溶洞，溶洞之间有贯通，其特征在于，其方法如下：

(1)应急处理措施：

①严格控制开挖进尺

由于造成该段的地质情况极其复杂，无法有效探明前方岩石的整体性和强度以及裂隙发育情况，因此必须严格控制开挖进尺；

②精确的超前预报

在串珠状溶洞发育区进行超前钻孔确认，在表面无岩溶段进行取样钻孔，探明后续是否还有较大的溶洞，溶洞内有无积水，做好溶洞岩石的强度和溶洞的初步规模的预估，以及有水条件下的卸压以及空气适应性处理；

③防风化以及二次发育处理

由于该处串珠状溶洞，溶洞之间有贯通，经过一段时间的空气适应性处理和爆破作业的二次扰动后，溶岩出现风化以及二次发育，很容易碎裂下坠，附着在原岩表面的沉淀层情况类似，很容易出现脱层滑落，所以必须进行串珠状溶洞排险处理；排险结束后，在溶腔内部进行全方位的喷浆作业，尤其是不能忽略下部和底部的喷浆封闭；

(2)拱顶溶洞的初期支护处理方法：

①置入钢筋笼，钢筋笼上方的钢筋上绑扎单层的钢筋网片；

②打入双层超前小导管；

③在超前小导管上焊接4根钢管，梅花型布置；

④在小导管上铺设钢筋网片，绑扎在超前小导管上；

⑤在钢筋网片上放置钢筋笼，钢筋笼底层钢筋绑扎在钢筋网片上，钢筋笼上方的钢筋上绑扎单层钢筋网片；

⑥焊接埋深0.5m的钢花管，进行梅花形布置，外露0.2m；

⑦自溶洞边缘预埋带孔波纹管，波纹管用土工布包裹，自溶洞边底引出和洞内排水系统对接；

⑧以上完成后，报检合格后方可进行喷射混凝土作业，喷射砼作业时控制角度在30～40度之间，由内层向外层喷射，内层严禁使用土工布和石棉网当挡喷层；

(3)左侧拱脚溶洞的初期支护处理方法：

①拱脚1m以下，立模板打满素混凝土回填，预埋钢筋便于钢筋笼固定；

②拱脚1m以上位置设置钢筋笼，钢筋笼内层的钢筋上绑扎单层的钢筋网片，整个钢筋笼固定在预埋钢筋上；

③焊接埋深0.5m的钢花管，进行梅花形布置，外露0.2m；

④自溶洞边缘预埋带孔波纹管，波纹管用土工布包裹，自溶洞边底引出和洞内排水系统对接；

⑤以上完成后，报检合格后方可进行喷射混凝土作业，喷射砼作业时控制角度，由内层向外层喷射，内层严禁使用土工布和石棉网当挡喷层；

(4)右侧拱腰溶洞的初期支护处理方法：

①挂设钢筋笼，钢筋笼内层的钢筋上绑扎单层钢筋网片；

②焊接埋深0.5m的钢花管，进行梅花形布置，外露0.2m；

③自溶洞边缘预埋带孔波纹管，波纹管用土工布包裹，自溶洞边底引出和洞内排水系统对接；

④以上完成后报检合格方可进行喷射混凝土作业。

特别的，所述方法(1)中的串珠状溶洞排险方法分为两个部分，即：使用挖机将较大的危石及时处理，对已经裸露的溶腔壁要细致的进行定点清除，清除掉黄色附着层和凸起的钟乳石；使用检测台架人工处理，对未清除的溶腔壁松动但是未掉落的进行黄色附着层和凸起的钟乳石进行二次处理。

特别的，串珠状溶洞所有的溶洞处理必须同步处理。

本发明的有益效果是：本发明提供的喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法，安全可靠、科学可行、施工方便、经济合理、工期紧凑地解决了串珠状溶洞施工技术难题，为以后类似的溶洞处理提供参考和借鉴，尤其是拱顶溶洞处理方法，达到了省时、省力、便于施工的效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

喀斯特地貌隧道串珠状环向连续溶洞处理方法，针对构造溶蚀侵蚀低中山地貌的隧道的拱顶、左侧拱脚和右侧拱腰的三处串珠状溶洞，溶洞之间有贯通，其特征在于，其方法如下：

(1)应急处理措施：

①严格控制开挖进尺

由于造成该段的地质情况极其复杂，无法有效探明前方岩石的整体性和强度以及裂隙发育情况，因此必须严格控制开挖进尺，按照每次一榀间距开挖；

②精确的超前预报

在串珠状溶洞发育区进行超前钻孔确认，在表面无岩溶段进行取样钻孔，探明后续是否还有较大的溶洞，溶洞内有无积水，做好溶洞岩石的强度和溶洞的初步规模的预估，以及有水条件下的卸压以及空气适应性处理；

③防风化以及二次发育处理

由于该处串珠状溶洞，溶洞之间有贯通，经过一段时间的空气适应性处理和爆破作业的二次扰动后，溶岩出现风化以及二次发育，很容易碎裂下坠，附着在原岩表面的沉淀层情况类似，很容易出现脱层滑落，所以必须进行串珠状溶洞排险处理，串珠状溶洞排险方法分为两个部分，即：使用挖机将较大的危石及时处理，对已经裸露的溶腔壁要细致的进行定点清除，清除掉黄色附着层和凸起的钟乳石；使用检测台架人工处理，对未清除的溶腔壁松动但是未掉落的进行黄色附着层和凸起的钟乳石进行二次处理；

排险结束后，在溶腔内部进行全方位的喷浆作业，尤其是不能忽略下部和底部的喷浆封闭；

(2)拱顶溶洞的初期支护处理方法：

①置入钢筋笼，规格为的HRB400钢筋，笼高40cm，钢筋间距为25*25cm，双层设置，钢筋笼上方的HRB400钢筋上绑扎单层Φ8的规格为10*10的钢筋网片；

②打入双层超前小导管，超前小导管的间距为0.3m；

③在超前小导管上焊接4根钢管，钢管长度为60cm，梅花型布置；

④在小导管上铺设Φ8的规格为25*25的钢筋网片，绑扎在超前小导管上；

⑤在钢筋网片上放置钢筋笼，钢筋笼底层钢筋绑扎在钢筋网片上，钢筋笼上方的HRB400钢筋上绑扎单层Φ8的规格为10*10的钢筋网片；

⑥焊接埋深0.5m的钢花管，按照间距0.5m进行梅花形布置，外露0.2m；

⑦自溶洞边缘预埋带孔波纹管，波纹管用土工布包裹，自溶洞边底引出和洞内排水系统对接；

⑧以上完成后，报检合格后方可进行喷射C25混凝土作业，喷射砼作业时控制角度在30～40度之间，由内层向外层喷射，控制喷层厚度为50cm，内层严禁使用土工布和石棉网当挡喷层；

(3)左侧拱脚溶洞的初期支护处理方法：

①拱脚1m以下，立模板打满C10混凝土回填，预埋的HRB400钢筋便于钢筋笼固定；

②拱脚1m以上位置设置的HRB400钢筋笼，笼高40cm，钢筋间距为25*25cm，双层设置，钢筋笼内层的HRB400钢筋上绑扎单层Φ8的规格为10*10的钢筋网片，整个钢筋笼固定在预埋钢筋上；

③焊接埋深0.5m的钢花管，按照间距0.5m进行梅花形布置，外露0.2m；

④自溶洞边缘预埋带孔波纹管，波纹管用土工布包裹，自溶洞边底引出和洞内排水系统对接；

⑤以上完成后，报检合格后方可进行喷射C25混凝土作业，喷射砼作业时控制角度，由内层向外层喷射，控制喷层厚度为50cm，内层严禁使用土工布和石棉网当挡喷层；

(4)右侧拱腰溶洞的初期支护处理方法：

①挂设的HRB400钢筋笼，笼高40cm，钢筋间距为25*25cm，双层设置，钢筋笼内层的HRB400钢筋上绑扎单层Φ8的规格为10*10的钢筋网片；

②焊接埋深0.5m的钢花管，按照间距0.5m进行梅花形布置，外露0.2m；

③自溶洞边缘预埋带孔波纹管，波纹管用土工布包裹，自溶洞边底引出和洞内排水系统对接；

④以上完成后报检合格方可进行喷射C25混凝土作业。

特别的，串珠状溶洞所有的溶洞处理必须同步处理。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。