一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工方法及辅助装置

摘要

本申请涉及一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工方法及辅助装置，属于隧道塌陷处施工技术领域，其主要方案包括：在隧道洞顶地表的塌陷处外围修筑排水沟；在隧道洞顶地表的塌陷处利用辅助装置来搭建彩条布以遮盖塌陷处；在塌陷处内部沿内壁周向修建护坡结构；往步骤三修建护坡结构的塌陷处压浆回填，使得回填后的塌陷处地表顶部高于排水沟的顶部。本申请的施工方法及辅助装置在使用时，能够减少外界雨水对塌陷处的影响，增加隧道洞顶塌陷处的稳固性，保证隧道的正常运行。

说明书

技术领域

本申请涉及隧道塌陷处施工的技术领域，尤其是涉及一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工方法及辅助装置。

背景技术

随着我国近些年基建的发展，在很多地方都能看到隧道，其中以公路与铁路隧道最为常见，由于我国国土面积较大，很多地方的地质存在较大差异，比如有些地方的地质较为松软，给隧道的施工会带来不小的挑战。

目前，隧道在修建时常常会穿越岩溶地质，由于岩溶形态特征主要有溶沟、地下暗河、溶洞等，在修建隧道时，很容易出现涌水或突泥引起的地面塌陷和地表沉降等，比如隧道洞顶处就时常会出现地表塌陷而形成坑洞，传统的做法是对坑洞进行回填压实。

针对上述情况，发明人认为，传统回填坑洞后，由于隧道周围岩溶地质本身土质比较松软，在后续受到大雨侵蚀与渗透后，隧道洞顶处的土壤还是会存在疏松下陷的情况。

发明内容

本申请的目的在于提供一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工方法及辅助装置，能够减少外界雨水对塌陷处的影响，增加隧道洞顶塌陷处的稳固性，保证隧道的正常运行。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工方法，包括如下步骤：步骤一：在隧道洞顶地表的塌陷处外围修筑排水沟；步骤二：在隧道洞顶地表的塌陷处利用辅助装置来搭建彩条布以遮盖塌陷处；步骤三：在塌陷处内部沿内壁周向修建护坡结构；步骤五：往步骤三修建护坡结构的塌陷处压浆回填，使得回填后的塌陷处地表顶部高于排水沟的顶部。

通过采用上述技术方案，在塌陷处设置排水沟，可以对塌陷处周边的水起到排出的作用，而通过辅助装置搭建彩条布，彩条布可以对塌陷处起到遮盖的作用，可以将雨水导流到排水沟，减少塌陷处内部雨水的渗透，而后续的护坡结构设置以及压浆回填塌陷处，都进一步提高了塌陷处的土质强度，减少土质后续出现松软的情况，保证了隧道的正常运行。

本申请还在于提供一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工辅助装置，包括：铰接在连接板周侧的多个支撑杆；铰接在支撑杆远离连接板一端的支撑筒；以及安装在支撑筒上用于限定支撑筒旋转角度的限位组件，所述支撑杆与支撑筒用于支撑彩条布。

通过采用上述技术方案，设置的支撑杆与支撑筒可以旋转展开，在限位组件的作用下可以保持在预定的位置上，然后可以对彩条布起到支撑作用，使得彩条布可以更方便的铺设在支撑杆与支撑筒上，同时，支撑起来的支撑杆与支撑筒，可以使得彩条布对雨水起到导流作用，使得雨水更好的排入排水沟内，减少对塌陷处造成的影响。

本申请进一步设置: 所述支撑筒两侧沿其延伸方向设有用于容纳夹持支撑杆的挡边，所述支撑杆的端部通过转轴铰接在挡边上，所述转轴端部安装有环形齿块，所述限位组件包括滑移连接在挡边外侧相对称的移动齿块；以及设置在支撑筒外壁用于两驱动移动齿块相互靠近或远离的驱动件。

通过采用上述技术方案，当需要转动支撑筒时，利用驱动件驱动移动齿块相互远离，从而可以方便支撑筒的旋转，而当需要限制支撑杆与支撑筒的位置时，可以在环形齿块旋转到预定的位置后，利用驱动件驱动移动齿块相互靠近并与环形齿块进行啮合，即可限制住支撑杆的位置。

本申请进一步设置: 所述驱动件包括：安装在支撑筒外壁的转动杆；杆身均转动安装在转动杆上相交叉的伸缩杆；以及连接在伸缩杆之间的复位弹簧，所述伸缩杆的端部均铰接在对应的移动齿块上。

通过采用上述技术方案，撑开两伸缩杆，即可驱动相对称的移动齿块相互远离，解除对伸缩杆的限制后，两移动齿块通过伸缩杆会在复位弹簧的驱动下相互靠近，此结构操作简单，易于实现。

本申请进一步设置: 所述支撑筒为中空状，且在所述支撑筒远离支撑杆的一端沿支撑筒的延伸方向滑动穿插有延伸杆，所述支撑筒背离挡边的一侧设置有用于调节延伸杆伸长度的调节组件。

通过采用上述技术方案，设置的延伸杆，可以在支撑杆与支撑筒长度不够长的情况下使用，进一步增大了该辅助装置的适用范围，而调节组件的设置，可以根据实际情况来调节延伸杆的伸长度。

本申请进一步设置: 所述调节组件包括：沿支撑筒的延伸方向开设的条形孔；穿过条形孔且端部与延伸杆相固定的调节杆；以及螺纹连接在调节杆远离延伸杆一端的调节块。

通过采用上述技术方案，当延伸杆的位置确定好后，可以旋转调节块，使其与支撑筒的外壁相抵触，从而可以很方便的将延伸杆固定在预定的位置上，当需要调节延伸杆的伸长度时，只需要旋转调节块，解除对延伸杆的限制即可。

本申请进一步设置: 所述延伸杆远离支撑筒的一端螺纹连接有安装块，所述安装块上铰接有支撑柱，所述支撑柱活动穿插有插杆，所述插杆内端与支撑柱内壁之间连接有用于驱动插杆伸缩的压缩弹簧，所述支撑柱上还设置有用于限制插杆伸长度的锁定组件。

通过采用上述技术方案，在延伸杆内活动设置有可伸缩的插杆，可以在锁定组件的配合下根据实际情况来调节插杆的伸长度，插杆可以适配多种凹凸不平的地表，调节对应支撑杆的高度，使得辅助装置上的彩条布可以被调整到合适的位置上，方便雨水的导流。

本申请进一步设置: 所述锁定组件包括：开设在插杆外壁上的凹槽；活动容纳在凹槽内的锁定块；以及安装在凹槽与锁定块之间用于驱动锁定块沿凹槽内壁伸缩的驱动弹簧，所述支撑柱外壁沿其延伸方向开设有与锁定块相适配的锁定孔。

通过采用上述技术方案，当插杆伸长到预定的位置时，设置的锁定块在驱动弹簧的驱动下可以弹出，并插入对应的锁定孔内，此时，插杆在锁定块与锁定孔的配合下即可被限制住。

本申请进一步设置: 所述支撑柱上转动连接有多个位置与锁定孔位置相对应的限位环，所述限位环上还开设有与锁定孔相一致的通孔，所述锁定块的外端部呈圆弧形，当锁定块端部插入锁定孔时，锁定块端部露出支撑柱的外壁。

通过采用上述技术方案，限位环的设置，可以在确定插杆的伸长度后，旋转支撑柱外壁对应位置上的的限位环，使得该位置上的限位环的通孔与锁定孔位置相对应，此时锁定块就可以穿过锁定孔与通孔，从而实现对插杆的限制。

本申请进一步设置: 所述支撑杆的个数为偶数个且不小于四，相对的其中一支撑杆上铰接有加强条，所述加强条上沿其延伸方向开设有多个卡槽，相对的另一支撑杆上安装有与卡槽相嵌合的卡块。

通过采用上述技术方案，设置的加强条，在确定好支撑杆的位置后，可以旋转加强条，使得加强条上对应位置的卡槽与对应支撑杆上的卡块相互嵌合，从而可以有效的增加支撑杆的稳固性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过在隧道洞顶设置排水沟与彩条布，两者的相互结合，可以对塌陷处起到遮雨排水的作用，可以减少后续雨水渗透到塌陷处而造成土质疏松的情况，有效的提高了该处土质的强度，保证了隧道的正常运行；

通过设置支撑杆、支撑筒、支撑柱以及插杆，四者在锁定组件、限位组件以及调节组件的使用下，既可以对彩条布起到支撑作用，使得彩条布上的雨水可以更加顺畅的导出，同时，还可以根据地势情况，很方便的对辅助装置进行高度以及角度的调节，从而可以进一步增大辅助装置的适用范围。

附图说明

图1是本申请实施例中辅助装置的整体结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图。

附图标记说明：1、连接板；11、支撑杆；12、加强条；13、卡槽；14、卡块；2、支撑筒；21、挡边；22、环形齿块；23、移动齿块；24、转动杆；25、伸缩杆；26、复位弹簧；3、延伸杆；31、条形孔；32、调节杆；33、调节块；4、安装块；41、支撑柱；42、插杆；43、压缩弹簧；44、凹槽；45、锁定块；46、驱动弹簧；47、通孔；48、限位环。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工方法，包括如下施工步骤：

步骤一：在隧道洞顶地表的塌陷处五米外修筑排水沟，排水沟围绕塌陷处设置，且排水沟在挖设好后，需要在内壁涂抹砂浆，且砂浆的厚度为五厘米厚；

步骤二：在塌陷处边缘搭建辅助装置，搭建好辅助装置后，在辅助装置上铺设彩条布，为了防风，利用扎带对将彩条布固定在辅助装置的预定位置上，且彩条布的边缘延伸至排水沟内，使得雨水可以顺着彩条布流到排水沟内；

步骤三：在塌陷处的内部修建护坡结构，护坡沿着塌陷处的内壁环绕延伸，其主要作用与高速公路两侧的护坡作用一样；

步骤四：在修建好护坡结构后，通过泥泵往塌陷处注入泥浆进行回填，且回填后的泥浆顶部地表高度高于排水沟的顶部高度，这样的设置，可以方便回填后地表上的水迅速的排入排水沟内；

步骤五：在回填好的地表植草绿化。

本实施例还在于提供一种穿越岩溶地质的隧道塌陷处施工辅助装置，如图1和图2所示，包括圆形的连接板1，在连接板1的周侧铰接有多个支撑杆11，本实施例中的支撑杆11数量不小于四个且为偶数个，在支撑杆11远离连接板1的一端铰接有支撑筒2，支撑筒2的横截面整体呈矩形，且内部为中空状。

其中，在支撑筒2的侧端面两侧边缘沿其延伸方向焊接有挡边21，在支撑杆11靠近支撑筒2的端部两侧均固定有转轴，转轴的端部从挡边21的内侧穿出到外侧，在转轴穿出挡边21的端部均安装有环形齿块22，为了对支撑杆11的位置进行限制，在挡边21的外侧滑动连接有相对称的移动齿块23，移动齿块23可以与环形齿块22相互啮合，从而限制住转轴的旋转，在支撑筒2外壁上还设置有驱动件，驱动件可以驱动相对称的移动齿块23相互靠近或远离，以锁定或解除对转轴的锁定。

本实施例中，驱动件包括安装在支撑筒2外壁的转动杆24，在转动杆24的端部转动连接有相互交叉设置的伸缩杆25，伸缩杆25的中间位置转动连接在转动杆24上，且伸缩杆25的端部均与对应的移动齿块23外侧铰接，另外，在伸缩杆25之间还安装有复位弹簧26，复位弹簧26位于转动杆24与移动齿块23的位置上，且端部与伸缩杆25的杆身相固定。

当需要解除对转轴的限制时，可以向外撑开两伸缩杆25远离移动齿块23的一端，此时伸缩杆25远离撑开受力的一端会带动移动齿块23相互远离，从而解除与环形齿块22的啮合，方便支撑筒2进行转动，当支撑筒2的位置确定好后，可以解除对伸缩杆25的撑开状态，此时，伸缩杆25会在复位弹簧26的作用下相互靠拢，伸缩杆25在相互靠拢时，会带动移动齿块23相互靠近并与环形齿块22相互啮合，从而可以很方便的将支撑筒2限制在预定的位置上。

此外，在支撑筒2远离支撑杆11的一端滑动穿插有延伸杆3，延伸杆3可以沿支撑筒2的延伸方向在支撑筒2内进行滑动，同时，在支撑筒2背离挡边21的一侧设置有调节组件，调节组件可以对延伸杆3的位置进行调节与限制。

在本实施例中，调节组件包括沿支撑筒2的延伸方向开设的条形孔31，在条形孔31内活动穿插有与延伸杆3外壁相固定的调节杆32，在调节杆32远离延伸杆3一端螺纹连接有调节块33,当需要调节延伸杆3的位置时，可以扭松调节块33，使得延伸杆3可以在支撑筒2内滑动，此时，调节杆32也会在条形孔31内滑动，当调节好延伸杆3的伸长度后，可以扭紧调节块33，使得调节块33限制住延伸杆3的伸长度。

在延伸杆3远离支撑筒2的一端还螺纹连接有安装块4，安装块4可以限制延伸杆3滑动的距离，避免其完全滑入支撑筒2内而不易取出，此外，在安装块4上通过螺栓转动安装有支撑柱41，当需要调节支撑柱41的旋转角度时，只需要通过旋转螺栓上的螺母即可，此操作简单快捷。

其中，为了适配凹凸不平的地表与地势情况，在支撑柱41远离安装块4的一端活动穿插有插杆42，插杆42可以沿着支撑柱41的延伸方向在支撑柱41内进行滑动，在插杆42的内端与支撑柱41的内壁之间还安装有压缩弹簧43，压缩弹簧43的一端固定在插杆42的内端、另一端固定在支撑柱41的内壁上。

为了对插杆42的位置进行限制，本实施例中，如图3所示，在插杆42的外壁上开设有凹槽44，在凹槽44内活动容纳有锁定块45，锁定块45的内端固定有驱动弹簧46，驱动弹簧46远离锁定块45的一端固定在凹槽44的底壁上，同时，在支撑柱41的外壁沿其延伸方向开设有多个锁定孔，锁定孔可以与锁定块45相适配。

其中，如图1和图3所示，在支撑柱41上还转动安装有多个位置与锁定孔位置相对应的限位环48，在限位环48上开设有通孔47，通孔47的尺寸与锁定孔的尺寸相一致，此外，需要说明的是，锁定块45的外端部呈圆弧形设置，当锁定块45端部插入锁定孔时，锁定块45的端部会露出支撑柱41的外壁预定的尺寸，且在使用插杆42过程中，只需要旋转其中一个限位环48并使该限位环48上的通孔47与对应的锁定孔相对齐即可。

当需要调节插杆42的伸长度时，可以旋转对应位置上的限位环48，限位环48在旋转时会抵触锁定块45的端部，由于锁定块45端部是圆弧形设置，在受到限位环48的抵压后，锁定块45会收缩到支撑柱41内，当插杆42在原来的伸出长度基础上需要伸长时，可以旋转对应位置上的限位环48,使得限位环48上的通孔47与对应位置的锁定孔相对齐，在压缩弹簧43的驱动下，插杆42会伸长，与此同时，锁定块45会在驱动弹簧46的驱动下从锁定孔与通孔47穿出，从而将插杆42限制在预定的位置上。

当插杆42在原来的伸出长度基础上需要收缩时，同样需要旋转对应位置上的限位环48，使得通孔47与锁定孔位置相对应，此时，只需要人工按压插杆42的端部，使得压缩弹簧43被进一步压缩，直到锁定块45从旋转开的通孔47处穿出即可。

另外，在相对的其中一支撑杆11上铰接有加强条12，在加强条12上沿其延伸方向开设有多个卡槽13，在另一支撑杆11的相应位置上固定有卡块14，当确定好支撑杆11的展开角度与位置后，可以旋转加强条12，使得加强条12对应位置上的卡槽13与另一支撑杆11上的卡块14相互嵌合，通过此结构，即可增加支撑杆11的稳定性，从而可以提高整个辅助装置的强度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。