CN215170035U - 一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，包括设置于隧道外侧顶部的保护墙和保护棚，所述保护墙的底部作用于承台上，所述保护墙的顶部整体浇筑棚；所述承台固定安装在钻孔桩顶部；所述钻孔桩嵌入地底的持力层；所述保护棚与巨型岩溶空洞顶部之间设置有至少一个充气气囊。本实用新型设计的穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，能够有效抵抗巨型岩溶空洞顶部的岩石掉落对隧道或施工人员产生的冲击破坏，能够有效防止巨型岩溶空洞顶部滴水对隧道结构的侵蚀破坏，解决了穿越巨型岩溶空洞的隧道结构的安全性、经济性和环保性，保障了隧道施工及运营的安全。

Description

一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置

技术领域

本实用新型涉及岩溶隧道施工技术领域，具体涉及一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置。

背景技术

随着我国交通建设的快速发展，隧道及地下工程已成为交通网络中必不可少的组成部分。我国喀斯特地貌分布广泛，尤其是云贵川等西南地区，这种特殊地质条件下发育着许多巨型的岩溶空洞。由于岩溶空洞形成具有不确定性，现有技术难以准确探测，另外受选线因素的限制致使大部分线路不能绕过岩溶发育的区域，因此在隧道开挖过程中不可避免会需要穿越巨型岩溶空洞。一般情况下，如果岩溶空洞较小，可以采用混凝土充填处理。然而，当隧道开挖遇到巨型岩溶空洞时，目前常用的方法是用土石方或混凝土将岩溶空洞全部充填，这种方法不仅费时费材，还难以实施。如果不采取适当的处理方法，隧道施工时由于机械振动可能诱发溶洞顶部坍塌，给施工人员的生命安全造成危害，影响工程进度。隧道运营期间，巨型岩溶空洞顶部岩石掉落产生的冲击力也会对隧道结构造成安全隐患。不仅巨型岩溶空洞顶部对隧道有较大的潜在风险，对巨型岩溶空洞底部地基处理不当，也有可能造成隧道沉降变形大而影响正常运营。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，有效解决穿越巨型岩溶空洞的隧道施工期间及运营期间的安全性和经济性，能够有效抵抗巨型岩溶空洞顶部落石产生的冲击力和地基沉降大等问题带来的危害。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，包括设置于隧道外侧顶部的保护墙和保护棚，所述保护墙的底部作用于承台上，所述保护墙的顶部整体浇筑棚；所述承台固定安装在钻孔桩顶部；所述钻孔桩嵌入地底的持力层；所述保护棚与巨型岩溶空洞顶部之间设置有至少一个充气气囊。

进一步地，所述钻孔桩与所述承台的主筋相连接。

进一步地，所述钻孔桩之间填有隧道弃渣，所述隧道弃渣的高度与钻孔桩顶部持平。

进一步地，所述充气气囊与所述巨型岩溶空洞顶部之间铺设一层止水帷幕。

进一步地，所述保护棚与隧道顶部预留有缓冲间隙。

进一步地，所述隧道设置在承台的顶部，所述保护墙的外侧及所述承台的下部填有隧道弃渣。

进一步地，所述保护墙、保护棚、承台和钻孔桩固定连接。

进一步地，所述保护墙的主筋与钻孔桩向外伸出的预埋钢筋相连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型设计的穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，能够有效抵抗巨型岩溶空洞顶部的岩石掉落对隧道或施工人员产生的冲击破坏，能够有效防止巨型岩溶空洞顶部滴水对隧道结构的侵蚀破坏，解决了穿越巨型岩溶空洞的隧道结构的安全性、经济性和环保性，保障了隧道施工及运营的安全。

附图说明

附图1为本实用新型的横向示意图；

附图2为未搭建本实用新型前的巨型岩溶空洞示意图；

附图3为本实用新型的纵向示意图。

附图标记：1.隧道；2.充气气囊；3.钻孔桩；4.承台；5.保护墙；6.保护棚；7.隧道弃渣；8.巨型岩溶空洞；9.落石；10.脚手架；11.岩锥。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1-3所示，一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，包括隧道1的外侧和顶部设置的保护墙5和保护棚6，保护墙5和保护棚6的结构为钢筋混凝土结构；保护墙5的底部作用于承台4上，保护墙5的顶部上整体浇筑保护棚6。保护墙5、保护棚6、承台4、钻孔桩3固定连接，保护棚6与隧道1的顶部预留一定的缓冲间隙。保护棚6的设置进一步提高了隧道1针对落石9冲击破坏的防护能力。

隧道1设置在承台4的顶部上，在保护墙5的外侧及承台4下部充填隧道弃渣7，隧道弃渣7的设置阻断了岩溶环境与处理装置之间的接触，大大缓解了顶部落石9产生的冲击，还降低对自然环境的污染。

巨型岩溶空洞8顶部与保护棚6之间设置有充气气囊2，充气气囊2充满空气，并保证能够对周界产生一定的压力。如果巨型岩溶空洞8顶部与保护棚6之间的空间太大，一个气囊不足以进行全部充填，可采用多个充气气囊进行充填，在巨型岩溶空洞8顶部与气囊接触之间铺设一层止水帷幕，保障了充气气囊2能够在一定程度上阻止巨型岩溶空洞8顶部岩石在自重作用下形成落石9，以及缓冲落石9对下方施工和保护装置产生的冲击破坏，同时也避免岩溶滴水对施工区域和下方结构的一些不利影响。

本实用新型利用钻孔桩3有效地解决因隧道1的底部与巨型岩溶空洞8悬空距离大而高填方施工引发的承载能力差和不均匀沉降等问题，同时还降低了对巨型岩溶空洞8的底部松散体进行处理至稳定基岩层的工程量。钻孔桩3嵌入稳定的持力层上，用于承担上部结构荷载及保证整体稳定性。承台4用于将隧道1及保护装置上部的荷载传递至钻孔桩3上，承台4与钻孔桩3的钢筋相连接，提高了整体稳定性，解决了承载和变形不均匀对隧道造成的危害。

本实用新型的处理装置施工设计方法为：

S1：在巨型岩溶空洞8里搭设脚手架10，脚手架10搭设的高度与保护棚6基本齐平；清除巨型岩溶空洞8顶部悬挂的岩锥11，以防止其刺破充气后的气囊2；在脚手架10的上部与巨型岩溶空洞8的顶部之间放置气囊2，并对其进行充气，使气囊2能够紧贴巨型岩溶空洞顶部，为施工提供安全的、良好的工作环境。这样不仅能够防止巨型岩溶空洞顶部落石对施工人员生命安全造成危害，也能避免施工区域顶部滴水对施工的直接干扰；

S2：将钻孔桩3嵌入地底良好的持力层上，在钻孔桩3之间堆填隧道弃渣7，直至隧道弃渣高度基本与钻孔桩3的顶部持平，在钻孔桩3顶部施工承台4，保证钻孔桩3与承台4的主筋相连接。

S3：分段施工保护墙5，保护墙5的高度大于隧道1外边界的高度；保护墙5采用钢筋混凝土结构，且保护墙5的主筋与钻孔桩3向外伸出的预埋钢筋相连接。拆除保护墙5外相应区域内的脚手架10，并在相应区域内堆填隧道弃渣7，封闭保护墙5；

S4：在承台4上施工隧道1，在保护墙5上施工承台4，保护棚6和隧道1同时施工浇筑，保护棚6和气囊2为隧道1提供双重的安全保护。

充气后的气囊2能够对巨型岩溶空洞顶部提供向上的压力，在一定程度上能够防止巨型岩溶空洞8顶部的岩石掉落，提供一个良好的缓冲层，同时也能够防止巨型岩溶空洞顶部滴水对隧道结构的直接侵蚀。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，包括设置于隧道外侧顶部的保护墙和保护棚，所述保护墙的底部作用于承台上，所述保护墙的顶部整体浇筑棚；所述承台固定安装在钻孔桩顶部；所述钻孔桩嵌入地底的持力层；所述保护棚与巨型岩溶空洞顶部之间设置有至少一个充气气囊。

2.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述钻孔桩与所述承台的主筋相连接。

3.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述钻孔桩之间填有隧道弃渣，所述隧道弃渣的高度与钻孔桩顶部持平。

4.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述充气气囊与所述巨型岩溶空洞顶部之间铺设一层止水帷幕。

5.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述保护棚与隧道顶部预留有缓冲间隙。

6.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述隧道设置在承台的顶部，所述保护墙的外侧及所述承台的下部填有隧道弃渣。

7.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述保护墙、保护棚、承台和钻孔桩固定连接。

8.如权利要求1所述的一种穿越巨型岩溶洞的隧道处理装置，其特征在于，所述保护墙的主筋与钻孔桩向外伸出的预埋钢筋相连接。

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