隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术

摘要

岩溶隧道施工中常遇到隧道穿越大型溶洞区，采用空间分解方法治理大型溶洞时，需要采取相应的技术措施来处理隧道穿越大型溶洞的技术难题。根据空间分解方法，按照隧道顶部溶洞空间、隧道底部溶洞空间、隧道两翼溶洞空间的顺序分别治理，分别采取隧道顶部空间处治技术、隧道底部空间处治技术和隧道两翼空间处治技术治理大型溶洞。

说明书

技术领域

本发明专利属于岩溶隧道安全施工技术领域，特别涉及隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术。

背景技术

我国西南部的贵州、云南、四川等省，崇山峻岭，岩溶发育十分典型，随着“西部大开发”战略的持续推进，岩溶隧道工程量迅速增加，各种岩溶隧道技术问题不断涌现，其中穿越大型溶洞是隧道建设中遇到的重大难题之一，对溶洞治理理论和技术提出了更高的要求。

发明专利《隧道穿越特大型溶洞施工工艺》（专利号：ZL201110200686.5），是发明人2011年获得授权的发明专利，该方法提出了隧道穿越特大溶洞时对溶洞底部和溶洞一侧进行的支护处理，发明专利《一种隧道内大型溶洞、暗河拱跨结构》（专利号：ZL201920428778.0），是发明人2019年获得授权的发明专利，该方法提出了对隧道内大型溶洞、暗河拱跨结构的加固方式，但是，这些方法都没有形成指导性的通用方法，只是单独对某一方面提出处理措施，并未形成理论体系，本发明专利是将隧道穿越大溶洞空间分解方法形成配套技术，通过隧道顶部空间处治技术、隧道底部空间处治技术和隧道两翼空间处治技术，对隧道穿越大型溶洞的空间分解方法形成完善的配套技术。

发明内容

本发明专利提供了隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，具体方案如下：

隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于将隧道划分为隧道顶部（b）、隧道两翼（c）、隧道底部（d）三个部分，将隧道顶部（b）、隧道两翼（c）、隧道底部（d）分别与溶洞壁（a）之间空间划分为隧道顶部溶洞空间（1）、隧道两翼溶洞空间（2）和隧道底部溶洞空间（3），对隧道顶部（b）、隧道两翼（c）、隧道底部（d）分别与溶洞壁（a）按照不同的距离选取不同的加固方式。

所述的隧道顶部（b）和溶洞壁（a）之间的空间为隧道顶部溶洞空间（1），隧道两翼（c）和溶洞壁（a）之间的空间为隧道两翼溶洞空间（2），隧道底部（d）与溶洞壁（a）之间的空间为隧道底部溶洞空间（3）。

所述的隧道顶部（b）和溶洞壁（a）之间的隧道顶部溶洞空间（1），当顶部的溶洞壁（a）稳定性较差，且隧道顶部溶洞空间（1）高度较大时，应对隧道顶部溶洞空间（1）采取锚网支护（5），并将支撑柱（4）桩底深入完整溶洞壁（a），支撑柱（4）桩顶安装预制“U”型混凝土板（7），并在“U”型混凝土板（7）槽内充填混凝土（6）；当溶洞壁（a）稳定较好，隧道顶部溶洞空间（1）高度较大时，可不对溶洞壁（a）进行处理，直接采用锚网支护（5），对顶部的溶洞壁（a）进行加固；当隧道顶部（b）与上方溶洞壁（a）距离较近时，增加隧道两翼（c）高度，使隧道两翼（c）直接接触甚至深入到溶洞壁（a）顶部完整岩石中，并向隧道顶部（b）灌注混凝土（6）充填隧道顶部溶洞空间（1）。

所述的隧道两翼（c）和溶洞壁（a）之间的隧道两翼溶洞空间（2），当隧道两翼（c）的一侧距离溶洞壁（a）较近时，应首先对溶洞壁（a）进行锚网支护（5）加固，再对该侧进行泵送混凝土（6）回填；当隧道两翼（c）距离溶洞壁（a）距离较大时，增加隧道两翼（c）厚度和高度。

所述的隧道底部（d）和溶洞壁（a）之间的隧道底部溶洞空间（3），当隧道底部溶洞空间（3）高度较大时，且溶洞含水（9）丰富时，采用梁板（7）跨越方式穿过溶洞，并将桩（8）打入溶洞壁（a）内起固定作用，同时这种方式还可起到保护水（9）的作用；当隧道底部溶洞空间高度较小，增加隧道两翼（c）高度，使得隧道两翼（c）高度大于水（9）的最大高度，并且超出高度不小于2m，防止水（9）侵入隧道顶部（b）。

有益效果：本发明提供了隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，为空间分解方法在工程应用中提供了配套技术，将隧道与溶洞之间的位置关系进行划分，对不同的情况采取不同的加固方式，同时，隧道顶部、隧道底部、隧道两翼溶洞空间治理配套技术不是相互独立的，而是彼此关联的整体系统，应综合考虑三者之间的联系，达到空间分解方法的安全、科学、系统、经济的目的。

附图说明

图1 空间分解构思图。

图2 U型混凝土板支撑柱技术示意图。

图3 锚网喷治理技术示意图。

图4 增加护墙高度治理技术示意图。

图5 跨越方式治理技术示意图。

图6 注浆加固治理技术示意图。

图7 单翼溶洞空间治理技术示意图。

图8 两翼溶洞空间护墙治理技术示意图。

图中：

溶洞壁a，隧道顶部b，隧道两翼c，隧道底部d，隧道顶部溶洞空间1，隧道两翼溶洞空间2，隧道底部溶洞空间3，支撑柱4，锚网支护5，混凝土6，U型混凝土板7，桩8，水9。

具体实施方式

下面结合具体实例，进一步阐述本发明。

如图1所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于将隧道划分为隧道顶部（b）、隧道两翼（c）、隧道底部（d）三个部分，将隧道顶部（b）、隧道两翼（c）、隧道底部（d）分别与溶洞壁（a）之间空间划分为隧道顶部溶洞空间（1）、隧道两翼溶洞空间（2）和隧道底部溶洞空间（3），对隧道顶部（b）、隧道两翼（c）、隧道底部（d）分别与溶洞壁（a）按照不同的距离选取不同的加固方式。

如图2所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道顶部（b）和溶洞壁（a）之间的隧道顶部溶洞空间（1），当顶部的溶洞壁（a）稳定性较差，且隧道顶部溶洞空间（1）高度较大时，应对隧道顶部溶洞空间（1）采取锚网支护（5），并将支撑柱（4）桩底深入完整溶洞壁（a），支撑柱（4）桩顶安装预制“U”型混凝土板（7），并在“U”型混凝土板（7）槽内充填混凝土（6）。

如图3所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道顶部（b）和溶洞壁（a）之间的隧道顶部溶洞空间（1），当溶洞壁（a）稳定较好，隧道顶部溶洞空间（1）高度较大时，可不对溶洞壁（a）进行处理，直接采用锚网支护（5），对顶部的溶洞壁（a）进行加固。

如图4所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道顶部（b）和溶洞壁（a）之间的隧道顶部溶洞空间（1），当隧道顶部（b）与上方溶洞壁（a）距离较近时，增加隧道两翼（c）高度，使隧道两翼（c）直接接触甚至深入到溶洞壁（a）顶部完整岩石中，并向隧道顶部（b）灌注混凝土（6）充填隧道顶部溶洞空间（1）。

如图5所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道两翼（c）和溶洞壁（a）之间的隧道两翼溶洞空间（2），当隧道两翼（c）的一侧距离溶洞壁（a）较近时，应首先对溶洞壁（a）进行锚网支护（5）加固，再对该侧进行泵送混凝土（6）回填。

如图6所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道两翼（c）和溶洞壁（a）之间的隧道两翼溶洞空间（2），当隧道两翼（c）距离溶洞壁（a）距离较大时，增加隧道两翼（c）厚度和高度。

如图7所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道底部（d）和溶洞壁（a）之间的隧道底部溶洞空间（3），当隧道底部溶洞空间（3）高度较大时，且溶洞含水（9）丰富时，采用梁板（7）跨越方式穿过溶洞，并将桩（8）打入溶洞壁（a）内起固定作用，同时这种方式还可起到保护水（9）的作用。

如图8所示隧道穿越大溶洞空间分解方法的配套技术，其特征在于所述的隧道底部（d）和溶洞壁（a）之间的隧道底部溶洞空间（3），当隧道底部溶洞空间高度较小，增加隧道两翼（c）高度，使得隧道两翼（c）高度大于水（9）的最大高度，并且超出高度不小于2m，防止水（9）侵入隧道顶部（b）。