CN213088024U - 一种穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，包括位于揭示溶洞的下方的初期支护结构中的钢拱架；锚索前端锚固在溶洞的拱部岩体中，尾部锚固在钢拱架上，利用多根锚索针对钢拱架形成悬吊拱圈；在钢拱架上铺设钢筋网，在钢筋网上，位于溶洞所在区域铺设有EPS缓冲模块，形成EPS缓冲模块垫层；在由EPS缓冲模块垫层和溶洞共同形成的溶腔内，通过预留的注浆管充填有轻质填充物。本实用新型为大型溶洞群区域的隧道施工提供了有效的防拱部溶洞掉块的悬吊拱圈结构体系，避免了开挖过程中拱部落石冲击、初期支护结构不能自稳等施工安全及质量问题，提高了施工安全性和施工效率，具有显著的经济和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及交通隧道施工领域，更体地说是一种穿越大型溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，特别适于溶洞发育区的隧道施工。
背景技术
在一些地区有着大面积的石灰岩的分布，如中国广西地区出露面积达12万平方公里，约占广西全区总面积的60％；在广西中西部地区分布着连绵成片、一眼望不到边的尖锥状、宝剑状、柱状、塔状等形态各异、挺拔峻峭的石灰岩山峰，该区域隐伏溶洞多、隧道开挖中遇到溶洞的可能性极高，施工前从地表进行溶洞探测的难度巨大，施工风险极高。特别是处于山体中的复杂大型溶洞群中进行隧道开挖施工，难度更大。
在超大断面高速铁路施工中，遇有大型溶洞群时更增加了施工难度，特别是溶洞顶部存在大量不稳定岩体，在施工振动的影响下很容易造成溶洞拱部的岩体脱落，给隧道结构安全及施工安全带来巨大隐患。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，针对溶洞顶部可能存在不稳定岩体进行有效防护，保证隧道结构安全，保证施工安全。
本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系的特点是包括：
钢拱架，其为初期支护结构中的钢拱架，位于揭示溶洞的下方；
锚索，其前端锚固在溶洞的拱部岩体中，其尾部固定焊接在所述钢拱架上，所述锚索沿钢拱架的拱形边分布有多根，利用多根锚索针对所述钢拱架形成悬吊拱圈；
在所述钢拱架上铺设初期支护钢筋网，在所述初期支护钢筋网上，位于溶洞所在区域铺设有EPS缓冲模块，形成EPS缓冲模块垫层；
在由所述EPS缓冲模块垫层和溶洞共同形成的溶腔内，通过预留的注浆管充填有轻质填充物。
本实用新型穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系的特点也在于：所述轻质填充物为上下两层，其中，下层轻质填充物为轻质混凝土层，上层轻质填充物为泡沫混凝土层。
本实用新型穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系的特点也在于：在所述溶洞的拱部岩体的表面，喷射形成有混凝土加固层。
本实用新型穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系的特点也在于：所述EPS缓冲模块垫层中的EPS缓冲模块是由两层EPS板构成，在两层EPS板之间夹有板间钢丝网，在底层EPS板的表面设有底层钢丝网，在所述底层钢丝网和初期支护钢筋网之间采用钢丝绑扎进行连接。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
1、本实用新型为大型溶洞群区域的隧道施工提供了有效的防拱部溶洞掉块的悬吊拱圈结构体系，避免了开挖过程中拱部落石冲击、初期支护结构不能自稳等施工安全及质量问题，提高了施工安全性和施工效率，具有显著的经济和社会效益；
2、本实用新型是在拱部结构的保护下进行隧道底部开挖及支护，待初期支护形成闭合后，通过预留的注浆管向拱部溶洞中依次注入轻质混凝土和泡沫混凝土，施工过程有序、稳定、可靠。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中EPS缓冲模块结构示意图；
图中标号：1锚索，2钢拱架，3为EPS缓冲模块垫层，4轻质混凝土层，5泡沫混凝土层，6预留喷射孔，7注浆管，8混凝土加固层，9溶洞，3a为EPS板、3b板间钢丝网、3c底层钢丝网。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例中穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系包括：
钢拱架2，其为初期支护结构中的钢拱架2，位于揭示溶洞9的下方；
锚索1，其前端锚固在溶洞9的拱部岩体中，其尾部锚固在钢拱架2上，锚索1沿钢拱架2的拱形边分布有多根，利用多根锚索1针对钢拱架2形成悬吊拱圈；
在钢拱架2上铺设钢筋网，在钢筋网上，位于溶洞9所在区域铺设有EPS缓冲模块，形成EPS缓冲模块垫层3；
在由EPS缓冲模块垫层3和溶洞2共同形成的溶腔内，通过预留的注浆管7充填有轻质填充物。
本实施例中，如图1所示，轻质填充物为上下两层，其中，下层轻质填充物为轻质混凝土4，上层轻质填充物为泡沫混凝土5；在溶洞9的拱部岩体的表面，喷射形成有混凝土加固层8。
如图2所示，EPS缓冲模块垫层3中的EPS缓冲模块是由两层EPS板构成，在两层EPS板3a之间夹有板间钢丝网3b，在底层EPS板的表面设有底层钢丝网3c，在底层钢丝网和初期支护钢筋网之间采用钢丝绑扎进行连接；形成带钢丝网的双层加固EPS板模块，作为防掉块缓冲层；为了保证结构牢固，EPS板的密度不低于30kg/m3，底层钢丝网和板间钢丝网均采用10号以上的钢丝网。
施工过程：
步骤1、采用超前地质预报、掌子面观测以及钻孔勘察等手段确定溶洞群的范围；
步骤2、采用弱爆破的方式进行开挖，形成隧道轮廓，对于揭示溶洞进行初步清理，防止拱部掉块，溶洞顶部喷射混凝土进行表面封闭；
步骤3、施作初期支护的钢拱架和钢筋网；在钢筋网上铺设EPS缓冲模块3，形成EPS缓冲模块垫层，并与钢拱架上的钢筋网固定连接；
步骤4、采用锚索或长锚杆进行主动加固，锚索的锚固端要伸入围岩中5-6m，防止拱顶落石冲击引起初期支护的垮塌；
步骤5、针对溶洞拱部岩体，通过预留在EPS缓冲模块垫层3中的500mm×500mm的预留喷射孔6，采用喷射混凝土喷头朝向溶洞拱部岩体的表面喷射混凝土，形成溶洞拱部混凝土加固层8；
步骤6、进行初期支护的喷射混凝土施工，并预留注浆管；
步骤7、开挖隧道底部，并利用预留注浆管进行拱顶溶洞填充，在进行拱顶溶洞填充时，首先填充形成轻质混凝土层4，然后填充形成泡沫混凝土层5；待强度达到要求后进行防水板及二次衬砌的施工。
本实用新型尤其适用于溶洞发育区的隧道施工。
Claims (4)
1.一种穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，其特征是包括：
钢拱架(2)，其为初期支护结构中的钢拱架(2)，位于揭示溶洞(9)的下方；
锚索(1)，其前端锚固在溶洞(9)的拱部岩体中，其尾部固定焊接在所述钢拱架(2)上，所述锚索(1)沿钢拱架(2)的拱形边分布有多根，利用多根锚索(1)针对所述钢拱架(2)形成悬吊拱圈；
在所述钢拱架(2)上铺设初期支护钢筋网，在所述初期支护钢筋网上，位于溶洞(9)所在区域铺设有EPS缓冲模块，形成EPS缓冲模块垫层(3)；
在由所述EPS缓冲模块垫层(3)和溶洞(9)共同形成的溶腔内，通过预留的注浆管(7)充填有轻质填充物。
2.根据权利要求1所述的穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，其特征是：所述轻质填充物为上下两层，其中，下层轻质填充物为轻质混凝土层(4)，上层轻质填充物为泡沫混凝土层(5)。
3.根据权利要求1所述的穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，其特征是：在所述溶洞(9)的拱部岩体的表面，喷射形成有混凝土加固层(8)。
4.根据权利要求1所述的穿越溶洞群的隧道悬吊拱圈结构体系，其特征是：所述EPS缓冲模块垫层(3)中的EPS缓冲模块是由两层EPS板(3a)构成，在两层EPS板之间夹有板间钢丝网(3b)，在底层EPS板的表面设有底层钢丝网(3c)，在所述底层钢丝网和初期支护钢筋网之间采用钢丝绑扎进行连接。
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