CN208718674U - 一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，包括设置在隧道衬砌下方的支撑系统；所述支撑系统包括沿隧道长度方向设置在大型岩溶漏斗底部的纵梁，所述纵梁两端嵌入围绕大型岩溶漏斗的围岩中；所述纵梁上方连接有立柱，所述立柱上端连接有沿隧道横度方向设置的横梁；所述横梁上安装有支撑板，支撑板两端分别嵌入围岩中，从而通过支撑板能够支撑位于大型岩溶漏斗内的部分隧道衬砌。本实用新型能够充分利用岩溶漏斗上大下小的构造特点，从而降低施工难度，降低施工成本，能够避免地表水汇入岩溶漏斗后对隧道衬砌的冲刷作用，具有良好的排水性能。

Description

一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构

技术领域

本实用新型涉及隧道技术领域，尤其涉及一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构。

背景技术

随着国家“十三五”规划和“一带一路”国家政策和战略的实施，我国将有大量的公路和铁路隧道修建在西部地区。然而，西部地区总面积的三分之一以上均是岩溶面积，岩溶是由喀斯特作用造成的地貌。其中，岩溶漏斗也属于岩溶地貌中的一种，岩溶漏斗是在石灰岩地区呈碗碟状或漏斗状的凹地，平面形态呈圆或椭圆状，直径数米至数十米，深度数米至十余米，大型岩溶漏斗则是漏洞直径大于等于10m的岩溶漏洞。漏斗壁因塌陷呈陡坎状，在堆积有碎屑石块及残余红土的漏斗底部，常发育有垂直裂隙或溶蚀的孔道，孔道与暗河相通，当孔道堵塞时，漏斗内就积水成湖。

随着岩溶隧道的大量兴建，越来越多的溶腔、漏斗、暗河被揭露，当这些大型的溶腔难以绕过时，如何选择经济、安全合理的隧道结构来通过大型溶岩漏斗区需要科学的解决方案，才能保证隧道施工、运营的安全稳定。

目前，跨越小型岩溶空腔的方法有用碎石、混凝土或土体填充，而对于大型溶腔主要采用修建简支梁桥或拱桥的方式进行跨越。这些跨越方式主要适用于岩溶空腔不深或无水的情况。而岩溶漏斗具有上部宽下部窄而深的特点，且强降雨时会有大量的地表水汇入岩溶漏斗中。若采用回填方案则需要大量的回填材料，这是不经济的，且排水设施不易施工；若采用简支梁则需要较高的桥墩，且漏斗下部的空间较小，因此施工难度较大且不经济；若采用拱桥跨越，则不能解决地表水汇入岩溶漏斗后的排水问题，且造价较高。为了解决隧道跨越大型岩溶漏斗时地表水汇入岩溶漏斗后的排水问题和漏斗上部空间宽与下部空间较小而深且施工难度大的问题，因此必须研发一种专门用于大型岩溶漏斗区的隧道跨越结构。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，解决现有技术中针对大型岩溶漏斗的隧道跨越结构施工难度大的技术问题，能够充分利用岩溶漏斗上大下小的构造特点，从而降低施工难度，降低施工成本，能够避免地表水汇入岩溶漏斗后对隧道衬砌的冲刷作用，具有良好的排水性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，包括设置在隧道衬砌下方的支撑系统；所述支撑系统包括沿隧道长度方向设置在大型岩溶漏斗底部的纵梁，所述纵梁两端嵌入围绕大型岩溶漏斗的围岩中；所述纵梁上方连接有立柱，所述立柱上端连接有沿隧道横度方向设置的横梁；所述横梁上安装有支撑板，支撑板两端分别嵌入围岩中，从而通过支撑板能够支撑位于大型岩溶漏斗内的部分隧道衬砌。

优选的，所述支撑板包括位于横梁左右两侧的对拼撑板；对拼撑板一侧嵌入围岩中，另一侧搭接在横梁上，从而左右两侧的对拼撑板在横梁上形成拼缝，所述拼缝采用密封材料进行填充密封。

优选的，包括若干并排间隔设置的立柱，每根立柱均通过对应的纵梁进行支撑。

优选的，还包括设置在隧道衬砌上方的防护系统；所述防护系统包括沿顶板，顶板两端均嵌入围岩中；顶板两端上方的围岩中均锚固有锚杆；顶板通过拉索悬挂在锚杆上。

优选的，所述顶板的横截面为中间高两端低的倒V字形，并且顶板的长度方向沿着横梁的长度方向。

优选的，所述顶板板包括位于横梁左右两侧的对拼顶板，左右对拼顶板之间的拼缝采用密封材料进行填充密封。

优选的，所述顶板与支撑板上均设有泄水孔；还包括绕着隧道衬砌外侧设置的泄水软管，泄水软管上端与顶板上的泄水孔连通，泄水软管下端与支撑板上的泄水孔连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的隧道跨越结构针对岩溶漏斗上大下小的特点：在较小的漏斗底部设置支撑系统，支撑系统通过纵梁横梁协同受力，能够为隧道衬砌提供稳固的支撑基础。相较于回填方式，具有良好的经济性，能够大大降低成本，并且更加便于排水施工。相较于建桥的方式，则避免了修建较高的桥墩，更加便于施工，降低施工难度。

2、本实用新型的隧道跨越结构针对岩溶漏斗上大下小的特点：在较大的漏斗上部设置防护系统，防护系统能够遮盖隧道衬砌，避免隧道衬砌受到日照、风吹、雨淋等自然损害。

3、增加泄水软管以及泄水孔，能将落入岩溶漏斗中的雨水从防护系统经泄水软管排泄到漏斗底部，从而避免雨水对隧道衬砌的冲刷与侵蚀，从而延长水道衬砌的寿命。

4、支撑板与顶板均设计为分体式结构，即对拼的方式，这样能够获得较大的跨径，以适应大型岩溶漏斗的尺寸。

5、支撑板采用钢筋混凝土空心板，具有较高的强度，同时能够减轻重量，从而降低支撑系统的负荷。

6、顶板的横截面为中间高两端低的倒V字形，这样顶板安装在隧道衬砌上方后，类似于中间高两边低的屋顶结构（低的两端嵌入围岩中），使得雨水能够从顶板中间滑落到顶板两端的泄水孔中，从而将雨水及时排出，避免积水。

7、采用泄水软管绕着隧道衬砌进行排水，能够避免建造排水系统对隧道衬砌的结构、强度以及内部空间造成影响。

附图说明

图1是本具体实施方式中大型岩溶漏斗的隧道跨越结构的示意图；

图2是本具体实施方式中防护系统的俯视图；

图3是本具体实施方式中支撑系统的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，包括设置在隧道衬砌下方的支撑系统；所述支撑系统包括沿隧道长度方向设置在大型岩溶漏斗8底部的纵梁4，所述纵梁4两端嵌入围绕大型岩溶漏斗的围岩中；所述纵梁4上方连接有立柱3，所述立柱3上端连接有沿隧道横度方向设置的横梁11；所述横梁11上安装有支撑板10，支撑板10两端分别嵌入围岩1中，从而通过支撑板10能够支撑位于大型岩溶漏斗8内的部分隧道衬砌2。

本具体实施方式中，还包括设置在隧道衬砌2上方的防护系统；所述防护系统包括能够遮盖隧道衬砌2顶面的顶板6，顶板6两端均嵌入围岩中；顶板6两端上方的围岩中均锚固有锚杆7；顶板6通过拉索5悬挂在锚杆7上。

本实用新型的隧道跨越结构针对岩溶漏斗上大下小的特点：在较小的漏斗底部设置支撑系统，支撑系统通过纵梁4横梁11协同受力，能够为隧道衬砌2提供稳固的支撑基础。相较于回填方式，具有良好的经济性，能够大大降低成本，并且更加便于排水施工。相较于建桥的方式，则避免了修建较高的桥墩，更加便于施工，降低施工难度。在较大的漏斗上部设置防护系统，防护系统能够遮盖隧道衬砌2，避免隧道衬砌2受到日照、风吹、雨淋等自然损害。

本具体实施方式中，所述支撑板10包括位于横梁11左右两侧的对拼撑板；对拼撑板一侧嵌入围岩中，另一侧搭接在横梁11上，从而左右两侧的对拼撑板在横梁11上形成拼缝，所述拼缝采用密封材料进行填充密封。密封材料可以采用沥青麻筋。顶板6包括位于横梁11左右两侧的对拼顶板6，左右对拼顶板6之间的拼缝采用密封材料进行填充密封。

支撑板10与顶板6均设计为分体式结构，即对拼的方式，这样能够获得较大的跨径，以适应大型岩溶漏斗的尺寸。

本具体实施方式中，包括若干并排间隔设置的立柱3，每根立柱3均通过对应的纵梁4进行支撑。设置多跟立柱3与纵梁4，能够提高支撑强度与支撑稳定性。

本具体实施方式中，所述支撑板10为钢筋混凝土空心板，具有较高的强度，同时能够减轻重量，从而降低支撑系统的负荷。

本具体实施方式中，沿横梁11长度方向铺设有若干支撑板10，相邻支撑板10之间的接缝采用密封材料进行填充密封。这样，能够大支撑面积，为隧道衬砌2提供更好的支撑。

本具体实施方式中，所述顶板6与支撑板10上均设有泄水孔；还包括绕着隧道衬砌2外侧设置的泄水软管9，泄水软管9上端与顶板6上的泄水孔连通，泄水软管9下端与支撑板10上的泄水孔连通；顶板6上的泄水孔位于顶板6用于嵌入围岩的两端附近。采用泄水软管9绕着隧道衬砌2进行排水，能够避免建造排水系统对隧道衬砌2的结构、强度以及内部空间造成影响。

本具体实施方式中，所述顶板6的横截面为中间高两端低的倒V字形，并且顶板6的长度方向沿着横梁11的长度方向。顶板6的横截面为中间高两端低的倒V字形，这样顶板6安装在隧道衬砌2上方后，类似于中间高两边低的屋顶结构（低的两端嵌入围岩中），使得雨水能够从顶板6中间滑落到顶板6两端的泄水孔中，从而将雨水及时排出，避免积水。

本具体实施方式中的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构可以采用如下方式建造：在岩溶漏斗左右两侧的围岩中掏槽，槽深度不小于3m；然后浇筑纵梁4，待纵梁4达到设计强度后开始浇筑立柱3；立柱33达到设计强度后浇筑横梁11；横梁11达到强度后安装支撑板10，支撑板10一端置于围岩中，嵌入围岩的深度不小于3m，另外一端置于横梁11上。至此大型岩溶漏斗区的隧道跨越结构的下部支撑系统完成。然后便可将隧道衬砌2建造在支撑板10上。

隧道衬砌2修建好后，继续建造防护系统：首先采用钻孔机钻好锚孔，锚孔直径不能小于90mm，锚孔深度不小于4m,锚杆7的长度不小于3m,钻好锚孔后，将锚杆7放于锚孔中，然后浇筑砂浆。锚杆7的间距为3m。锚杆7和拉索5通过焊接连接在一起。拉索5为钢绞线, 对拼顶板为钢筋混凝土板空心板。拉索5与对拼顶板内的钢筋通过焊接连接在一起。拉索55与对拼顶板的连接点在对拼顶板靠近板端的1/3处。两块对拼顶板的拼缝处用沥青麻筋进行填充密封。钢筋混凝土空心板嵌入围岩1中的深度不宜小于3m。

另外，泄水管距离岩壁的距离为10～15cm左右，泄水管间的间距为４～5m，且泄水管的直径不宜小于150mm。拉索5与对拼顶板的连接点间距为3～４m。纵梁4嵌入围岩中的深度不宜小于3m。横梁11左右两侧的悬空长度不应大于梁总长的1/4。对拼撑板与横梁11的搭接长度不小于30cm。

通过使用该大型岩溶漏斗区的隧道跨越结构，不但可以解决地表水汇入岩溶漏斗后对隧道衬砌2的冲刷作用，防止隧道漏水，保证隧道的正常运行，而且还可以充分利用岩溶漏斗上大下小的构造特点，避免使用大型跨越结构，进而减少了隧道跨越结构的造价。

Claims (10)

1.一种大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：包括设置在隧道衬砌下方的支撑系统；所述支撑系统包括沿隧道长度方向设置在大型岩溶漏斗底部的纵梁，所述纵梁两端嵌入围绕大型岩溶漏斗的围岩中；所述纵梁上方连接有立柱，所述立柱上端连接有沿隧道横度方向设置的横梁；所述横梁上安装有支撑板，支撑板两端分别嵌入围岩中，从而通过支撑板能够支撑位于大型岩溶漏斗内的部分隧道衬砌。

2.根据权利要求1所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：所述支撑板包括位于横梁左右两侧的对拼撑板；对拼撑板一侧嵌入围岩中，另一侧搭接在横梁上，从而左右两侧的对拼撑板在横梁上形成拼缝，所述拼缝采用密封材料进行填充密封。

3.根据权利要求1所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：包括若干并排间隔设置的立柱，每根立柱均通过对应的纵梁进行支撑。

4.根据权利要求1所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：所述支撑板为钢筋混凝土空心板。

5.根据权利要求2所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：沿横梁长度方向铺设有若干支撑板，相邻支撑板之间的接缝采用密封材料进行填充密封。

6.根据权利要求1所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：还包括设置在隧道衬砌上方的防护系统；所述防护系统包括能够遮盖隧道衬砌顶面的顶板，顶板两端均嵌入围岩中；顶板两端上方的围岩中均锚固有锚杆；顶板通过拉索悬挂在锚杆上。

7.根据权利要求6所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：所述顶板的横截面为中间高两端低的倒V字形，并且顶板的长度方向沿着横梁的长度方向。

8.根据权利要求6或7所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：所述顶板包括位于横梁左右两侧的对拼顶板，左右对拼顶板之间的拼缝采用密封材料进行填充密封。

9.根据权利要求8所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于：所述顶板与支撑板上均设有泄水孔；还包括绕着隧道衬砌外侧设置的泄水软管，泄水软管上端与顶板上的泄水孔连通，泄水软管下端与支撑板上的泄水孔连通。

10. 根据权利要求9所述的大型岩溶漏斗的隧道跨越结构，其特征在于： 顶板上的泄水孔位于顶板用于嵌入围岩的两端附近。