CN111560940A - 岩溶隧道的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种岩溶隧道的处理方法，包括以下步骤：在岩溶隧道的底面设置施工区域；安装钻孔桩于所述施工区域；其中，所述钻孔桩的顶面开设有孔隙结构；在所述施工区域开挖基坑；凿除所述钻孔桩凸出所述基坑的桩头，以使所述钻孔桩的顶面与所述基坑的底面相平；向所述基坑中浇筑混凝土，以使所述混凝土渗透进入所述钻孔桩的顶面的孔隙结构之中，待所述混凝土固化后，形成地基。可以理解的，本发明形成了稳定的地基，避免了施工隧道底壁坍塌的问题。

Description

岩溶隧道的处理方法

技术领域

本发明涉及岩溶隧道处理技术领域，尤其涉及一种岩溶隧道的处理方法。

背景技术

在喀斯特地貌的隧道施工过程中，岩溶问题严重影响隧道施工，岩溶是由地表水和地下水对可溶性岩层进行以化学溶蚀作为为主，以机械作用为辅的地质作用所产生的现象。当施工隧道的底壁位于可溶性岩层时，由于可溶性岩层不稳定，可溶性岩层易开裂下沉，以此导致位于可溶性岩层的隧道底壁发生坍塌。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种岩溶隧道的处理方法，旨在解决施工隧道底壁的坍塌问题。

为实现上述目的，本发明提出岩溶隧道的处理方法，包括以下步骤：

在岩溶隧道的底面设置施工区域；

安装钻孔桩于所述施工区域；其中，所述钻孔桩的顶面开设有孔隙结构；

在所述施工区域开挖基坑；

凿除所述钻孔桩凸出所述基坑的桩头，以使所述钻孔桩的顶面与所述基坑的底面相平；

向所述基坑中浇筑混凝土，以使所述混凝土渗透进入所述钻孔桩的顶面的孔隙结构之中，待所述混凝土固化后，形成地基。

可选地，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤包括：

根据浇筑的混凝土在所述基坑中的填充厚度计算当前批次混凝土的浇筑量，并按照当前批次混凝土的浇筑量向所述基坑中浇筑混凝土；

待当前批次的混凝土浇筑完成后，振捣所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土，再进行下一批次的混凝土的浇筑。

可选地，所述“根据浇筑的混凝土在所述基坑中的填充厚度计算当前批次混凝土的浇筑量”的步骤中，当前批次的混凝土在所述基坑中的填充厚度不超过0.5米。

可选地，所述“振捣所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土”的步骤包括：

将振捣器插入至所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土，控制所述振捣器的振捣时间，以使所述振捣器振捣所述基坑中的混凝土。

可选地，所述“将振捣器插入至所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土”的步骤中，所述振捣器插入所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土的深度为5cm至10cm。

可选地，当所述基坑内有积水时，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前还包括：

排除所述基坑内的积水。

可选地，当所述基坑的壁面为松软土质时，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前还包括：

除去所述基坑的松软土质，向所述基坑中回填石片，以使所述基坑回填到预先设计的尺寸。

可选地，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前包括：

在所述基坑中设置钢筋骨架，以使浇筑的混凝土包覆于所述钢筋骨架。

可选地，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之后还包括：

抹平浇筑后的所述基坑中混凝土的表面，待所述混凝土初凝后，对所述混凝土进行洒水养护。

可选地，所述“在岩溶隧道的底面设置施工区域”的步骤包括：

勘测岩溶隧道的底面，根据岩溶隧道的底面的勘测结果确定施工区域，根据所确定的施工区域进行测量放样。

本发明提出了一种岩溶隧道的处理方法，包括以下步骤：在岩溶隧道的底面设置施工区域；安装钻孔桩于所述施工区域；其中，所述钻孔桩的顶面开设有孔隙结构；在所述施工区域开挖基坑；凿除所述钻孔桩凸出所述基坑的桩头，以使所述钻孔桩的顶面与所述基坑的底面相平；向所述基坑中浇筑混凝土，以使所述混凝土渗透进入所述钻孔桩的顶面的孔隙结构之中，待所述混凝土固化后，形成地基。本发明通过向基坑中浇筑混凝土，基坑中浇筑的混凝土能够渗透进入钻孔桩的顶面的孔隙结构之中，以此使得浇筑的混凝土凝固成型的混凝土层与钻孔桩稳定连接，从而形成了稳定的地基，避免了施工隧道底壁坍塌的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例岩溶隧道的处理方法的流程图；

图2为本发明图1岩溶隧道的结构示意图；

图3为本发明图2中岩溶隧道的侧视图；

图4为本发明图1中步骤S500的细化流程图；

图5为本发明图4中步骤S520的部分细化流程图；

图6为本发明另一实施例岩溶隧道的处理方法的流程图；

图7为本发明另一实施例岩溶隧道的处理方法的流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	隧道	210	钻孔桩
200	地基	220	混凝土层
				201	基坑

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明提出一种岩溶隧道的处理方法，旨在形成稳定的地基，解决隧道坍塌的问题。

参见图1至图3所示，在本发明一实施例中，一种岩溶隧道的处理方法，包括以下步骤：

步骤S100，在岩溶隧道的底面设置施工区域；

步骤S200，安装钻孔桩210于所述施工区域；其中，所述钻孔桩210的顶面开设有孔隙结构；

步骤S300，在所述施工区域开挖基坑201；

步骤S400，凿除所述钻孔桩210凸出所述基坑201的桩头，以使所述钻孔桩210的顶面与所述基坑201的底面相平；

步骤S500，向所述基坑201中浇筑混凝土，以使所述混凝土渗透进入所述钻孔桩210的顶面的孔隙结构之中，待所述混凝土固化后，形成地基200。

在本发明提出了一种岩溶隧道的处理方法，包括以下步骤：步骤S100，在岩溶隧道的底面设置施工区域；步骤S200，安装钻孔桩210于所述施工区域；其中，所述钻孔桩210的顶面开设有孔隙结构；步骤S300，在所述施工区域开挖基坑201；步骤S400，凿除所述钻孔桩210凸出所述基坑201的桩头，以使所述钻孔桩210的顶面与所述基坑201的底面相平；步骤S500，向所述基坑201中浇筑混凝土，以使所述混凝土渗透进入所述钻孔桩210的顶面的孔隙结构之中，待所述混凝土固化后，形成地基200。本发明通过向基坑201中浇筑混凝土，基坑201中浇筑的混凝土能够渗透浸入钻孔桩210的顶面的孔隙结构之中，以此使得浇筑的混凝土凝固形成的混凝土层220与钻孔桩210稳定连接，从而形成了稳定的地基200，这样，基于此地基200进行隧道100施工，避免了施工隧道底壁坍塌的问题。

需要说明的是，为了避免可溶性岩层表层开裂，以此造成隧道坍塌，所述基坑应从一端向另一端开挖，基坑开挖时应避免从两端向中间开挖，并且，所述基坑每次开挖的长度不应过长。当基坑所在施工区域为干处时，采用明挖法挖坑。具体来说，基坑开挖是通过机械开挖，并辅以人工清底找平，机械开挖时采用垂直角度开挖，拱脚使用工字钢垂直支护加固坑壁。当然，为了防止溶腔积水流入基坑，本发明实施例在地势较低处设置集水坑，以此通过集水坑的设置排出溶腔中的积水。在基坑完成之后，凿除钻孔桩凸出所述基坑的桩头，并对钻孔桩的顶面进行凿毛处理，以除去钻孔桩顶面的浮浆，从而使得基坑中浇筑的混凝土能够渗透浸入到钻孔桩，从而使得所形成的地基稳定连接于钻孔桩，以此保证了所形成的地基的稳定性。

在本发明一实施例中，所述“安装钻孔桩210于所述施工区域”的步骤包括：在所述施工区域安装若干所述钻孔桩210。若干钻孔桩210间隔设于施工区域，若干钻孔桩分别穿过岩层表层并安装于其底部的稳定岩体，从而将岩层表层与稳定岩体串联起来，一方面保证了钻孔桩的稳定性，另一方面通过在施工区域形成钻孔桩提高了岩层表层的内应力。优选的，靠近所述施工区域中心的所述钻孔桩的安装深度大于靠近所述施工区域边缘的所述钻孔桩的安装深度。本实施例通过对钻孔桩的安装深度的调节，以此保证了所安装的钻孔桩的稳定性，从而提高了所形成地基的稳定性。另外，靠近所述施工区域中心的所述钻孔桩至少设置有4个，这样，靠近施工区域中心的同一安装深度的钻孔桩设置多个，以此，通过多个钻孔桩的设置进一步提高了所形成地基的稳定性。优选的，每一所述钻孔桩均竖直设置，如此，在保证混凝土层的稳定性的前提下，再次提高了所形成地基的稳定性。

参见图4所示，在本发明一实施例中，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤包括：步骤S510，根据浇筑的混凝土在所述基坑中的填充厚度计算当前批次混凝土的浇筑量，并按照当前批次混凝土的浇筑量向所述基坑中浇筑混凝土；步骤S520，待当前批次的混凝土浇筑完成后，振捣所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土，再进行下一批次的混凝土的浇筑。并且，在当前批次混凝土初凝之前，向基坑中加入下一批次的混凝土，以此避免了混凝土硬化，保证了混凝土固化后形成的地基的强度。当基坑中当前批次的混凝土的浇筑量达到一定程度后，本发明实施例可以采用边浇筑边振捣的方式，以使得浇筑的混凝土密实填充于基坑。在浇筑的过程中，观察基坑中混凝土的状态，当基坑中混凝土不出现泌水且不出现气泡时，停止振捣，此时，再向基坑中加入下一批次的混凝土。

在本发明一实施例中，所述“根据浇筑的混凝土在所述基坑中的填充厚度计算当前批次混凝土的浇筑量”的步骤中，当前批次的所述混凝土在所述基坑中的填充厚度不超过0.5米。比如，基坑的深度为1.5米，分三批次加入混凝土，每一批次的混凝土加入使得在基坑中的填充厚度为0.5米。当每一批次的混凝土在基坑中的填充厚度超过0.5米时，此时，混凝土的填充厚度过大，无法保证基坑中所灌注的混凝土的振捣效果。本发明根据浇筑的混凝土在基坑中填充的厚度来控制每一批次的混凝土的浇筑量，以此保证了基坑中混凝土的密实填充。当然，本发明可以在浇筑过程中检测混凝土在基坑中的填充厚度，以此控制每一批次的混凝土的浇筑量；本发明还可以根据基坑的尺寸以及填充厚度来计算每一批次的混凝土浇筑量，再根据此计算结果来控制每一批次混凝土的浇筑。本发明不受限于此，以上两种方式均在本发明的保护位置之内。

参见图5所示，在本发明一实施例中，所述“振捣所述基坑中浇筑的混凝土”的步骤包括：步骤S501，将振捣器插入至所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土，步骤S502，控制所述振捣器的振捣时间，以使所述振捣器振捣所述基坑中的混凝土。所述振捣器包括外部振捣器、表面振捣器及内部振捣器，外部振捣器又称为附着式振捣器，附着式振捣器工作时将底板贴附于围合在混凝土的模板上，以此使得振动器产生的振动波通过底板和模板传递给混凝土；表面振捣器是直接将振动器防止于混凝土的表面，以此使得振动器产生的振动波直接从混凝土的表面，很显然，此振动效果由于外部振捣器的振动效果；内部振捣器又称为插入式振动器，插入式振动器工作时，将振动头插入到混凝土的内部，很显然，这不仅能够使得表面的混凝土振动，而且能够振动基坑内部的混凝土，以此进一步提高了振动效果，保证了基坑中的混凝土密实填充。优选的，所述振动器为插入式振动器，插入式振动器的振动头插入至混凝土中，以此提高了振捣效果，保证了基坑中的混凝土密实填充。优选的，所述振捣器的振捣时间为20～30秒，通过振动时间的控制在保证混凝土密实填充的基础上，避免了振动时间过久混凝土发生初凝以此形成空洞从而影响所形成的地基的强度。当然，在振捣过程中，本发明也可以根据观察混凝土是否泌水和是否产生气泡来控制振捣时间，本发明实施例不受限于此，以上不同振捣控制方式均在本发明实施例的保护范围之内。

在本发明一实施例中，“将振捣器插入至所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土”的步骤中，所述振捣器插入所述基坑中浇筑的当前批次混凝土的深度为5cm至10cm。本发明实施例通过控制振捣器插入当前批次混凝土的深度，以此保证了对基坑中的混凝土的充分振捣，从而提高了混凝土填充的密实性。当所述振捣器插入所述基坑中的混凝土的深度小于5cm时，振捣器的振动头插入混凝土的深度不够，振捣效果差，混凝土无法密实填充于基坑；当所述振捣器插入所述基坑中的混凝土的深度大于10cm时，振捣器的振动头插入混凝土的深度太深，振捣效果太强，以此会导致过振，影响混凝土固化后所形成地基的强度。

参见图6所示，在本发明一实施例中，当所述基坑内有积水时，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前还包括：步骤S800，排除所述基坑内的积水。当然，当所述基坑中有积水时，应该排除所述基坑中的积水，避免浇筑混凝土由于离析引起混凝土与水的分离，以此保证了混凝土固化后的形成的地基的强度。

参见图6所示，在本发明一实施例中，当所述基坑的壁面为松软土质时，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前还包括：步骤S900，除去所述基坑的松软土质，向所述基坑中回填石片，以使所述基坑回填到预先设计的尺寸。需要说明的是，为了保证所形成地基的强度，优选的，当所述基坑的壁面为松软土质时，除去所述基坑内的松软土质，并回填对应量的石片，以此使得基坑回填到预先设计的尺寸。当然，为了保证所形成地基的强度，本发明采用30cm至50cm的石片，通过石片粒径的选择调节了所填充石片之间的孔隙大小，使得浇筑的混凝土密实填充于混凝土之间，从而在石片与混凝土的混合下形成了高强度的稳定地基。

参见图7所示，在本发明一实施例中，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前包括：步骤S700，在所述基坑中设置钢筋骨架，以使浇筑的混凝土包覆于所述钢筋骨架。本发明将钢筋骨架设置在基坑中，这样，向基坑中浇筑混凝土之后，基坑中浇筑的混凝土包覆于钢筋骨架，以此增强了所形成地基的稳定性。需要说明的是，所述钢筋骨架包括若干平行设置的纵向钢筋和若干平行设置的横向钢筋，若干纵向钢筋沿所述横向钢筋的长度方向间隔设置。当然，本发明实施例所述纵向钢筋和所述横向钢筋可以通过捆绑或者焊接以此结合在一起，也可以实际需要设置纵向钢筋和横向钢筋的数量，以此保证所形成地基的强度。

在本发明一实施例中，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之间包括：沿所述基坑的围向安装两相对设置的模板。本发明通过在基坑外围设置两相对设置的模板，使得两相对设置的模板和隧道的两壁面围合形成灌注区域，此时，避免了基坑中的混凝土在灌注过程中流入隧道。所述模板表面平整，接缝严密，模板为组合钢模，纵、横楞采用型钢，以保证模板具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠承受施工过程中可能产生的各项载荷，保证结构的形状和尺寸的准确。模板内设有拉筋，周边用钢管或者方木支顶牢固。

补充说明，所述混凝土是在拌合站集中搅拌制得，拌合站制备得到的混凝土采用运输车运输至隧道的基坑附近，采用灌注的方式灌注混凝土，即溜槽的一端连接于拌合站的出料端，溜槽的另一端插入至基坑中，以此通过溜槽将拌合站的混凝土浇筑到基坑中。待基坑中的混凝土终凝之后，拆除围设于基坑的模板，并且洒水养护暴露在空气中的模板，以此保证混凝土表面湿润，防止混凝土出现裂纹。

参见图7所示，在本发明一实施例中，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之后还包括：抹平浇筑后的所述基坑中混凝土的表面，待所述混凝土初凝后，对所述混凝土进行洒水养护。本发明实施例待所述混凝土初凝后，对混凝土进行洒水养护，以此确保了混凝土的表面湿润，防止了混凝土的表面出现伸缩裂纹，提升了混凝土的强度。优选的，所述混凝土洒水养护的时间应少于7天。

参见图7所示，在本发明一实施例中，所述“在岩溶隧道的底面设置施工区域”的步骤包括：步骤S600，勘测岩溶隧道的底面，根据岩溶隧道的底面的勘测结果确定施工区域，根据所确定的施工区域进行测量放样。需要说明的是，在设置施工区域之前，要进行地表勘测，根据地表勘测的结果确定施工区域的尺寸和方位，所述尺寸包括长度、宽度和厚度，再通过所确定的施工区域的尺寸和方位进行测量放样，以此获得了高精度的基坑，从而再将混凝土填充于此基坑，以此提高了所形成地基的稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种岩溶隧道的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

在岩溶隧道的底面设置施工区域；

安装钻孔桩于所述施工区域；其中，所述钻孔桩的顶面开设有孔隙结构；

在所述施工区域开挖基坑；

凿除所述钻孔桩凸出所述基坑的桩头，以使所述钻孔桩的顶面与所述基坑的底面相平；

向所述基坑中浇筑混凝土，以使所述混凝土渗透进入所述钻孔桩的顶面的孔隙结构之中，待所述混凝土固化后，形成地基。

2.如权利要求1所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤包括：

根据浇筑的混凝土在所述基坑中的填充厚度计算当前批次混凝土的浇筑量，并按照当前批次混凝土的浇筑量向所述基坑中浇筑混凝土；

待当前批次的混凝土浇筑完成后，振捣所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土，再进行下一批次的混凝土的浇筑。

3.如权利要求2所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“根据浇筑的混凝土在所述基坑中的填充厚度计算当前批次混凝土的浇筑量”的步骤中，当前批次的混凝土在所述基坑中的填充厚度不超过0.5米。

4.如权利要求2所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“振捣所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土”的步骤包括：

将振捣器插入至所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土，控制所述振捣器的振捣时间，以使所述振捣器振捣所述基坑中的混凝土。

5.如权利要求4所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“将振捣器插入至所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土”的步骤中，所述振捣器插入所述基坑中浇筑的当前批次的混凝土的深度为5cm至10cm。

6.如权利要求1至5中任一项所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，当所述基坑内有积水时，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前还包括：

排除所述基坑内的积水。

7.如权利要求1至5中任一项所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，当所述基坑的壁面为松软土质时，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前还包括：

除去所述基坑的松软土质，向所述基坑中回填石片，以使所述基坑回填到预先设计的尺寸。

8.如权利要求1至5中任一项所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之前包括：

在所述基坑中设置钢筋骨架，以使浇筑的混凝土包覆于所述钢筋骨架。

9.如权利要求1至5中任一项所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“向所述基坑中浇筑混凝土”的步骤之后还包括：

抹平浇筑后的所述基坑中混凝土的表面，待所述混凝土初凝后，对所述混凝土进行洒水养护。

10.如权利要求1至5中任一项所述的岩溶隧道的处理方法，其特征在于，所述“在岩溶隧道的底面设置施工区域”的步骤包括：

勘测岩溶隧道的底面，根据岩溶隧道的底面的勘测结果确定施工区域，根据所确定的施工区域进行测量放样。

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