CN218563670U - 一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，包括隧洞，所述隧洞施加系统支护，所述系统支护包括喷锚支护和钢拱架支护；所述隧洞的上方设有通风主洞，所述通风主洞与隧洞之间的空间内具有竖直长带状溶洞；所述通风主洞设有溶洞处理施工支洞，所述溶洞处理施工支洞位于竖直长带状溶洞的上方，所述溶洞的空腔内自下而上分层回填混凝土；所述溶洞处理施工支洞朝向下方侧设有多个固结灌浆孔并固结灌浆。本实用新型通过对隧洞采用喷锚、钢拱架支护，确保隧洞施工期稳定；通过在通风主洞设置溶洞处理施工支洞，自下而上分层回填溶洞空腔，确保长带状溶洞空腔回填充分。

Description

一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构

技术领域

本实用新型属于地下隧洞工程技术领域，涉及隧洞顶部发育竖直向长条带状溶洞的情形，尤其是涉及一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构。

背景技术

溶洞是可溶性岩层因喀斯特作用所形成的天然洞穴，当建筑地基、水利水电隧洞及洞室、公路铁路隧道、采矿巷道等工程穿越碳酸岩类、硫酸岩、卤盐类岩层时，常常会遭遇与溶洞相关的复杂工程问题。大量地下隧洞工程实践表明，溶洞分布位置随机、发育规模各异、充填情况不一，溶洞的特殊性和差异性，使得岩溶工程具有其独有的特点，现有一般岩土工程施工工艺、施工规范不能直接用于岩溶工程。

溶洞洞段在建设过程中表现出围岩稳定性差，易发生突水、突泥、地表沉陷、充填物失稳、隧底沉降、结构开裂等灾害，这主要是由于溶洞自身承载能力低、裂隙和空腔发育充分，遇水后溶洞体积会进一步扩大、内部充填物性质显著变弱，难以保持自身稳定，在开挖过程中溶洞内部填充物和水源会突然向隧洞涌出，严重威胁施工工人生命安全和隧洞结构稳定。

根据溶洞的发育程度，溶洞可划分为厅堂型、带状、单体、多支叉溶洞等若干种。如果隧洞顶部发育竖直向长条带状溶洞，隧洞开挖空间混凝土泵送压力受限，溶洞空腔狭长，溶洞的回填难度大。如果隧洞周边围岩条件差，加之雨水季节影响，溶洞回填和灌浆不充分，隧洞顶部存在渗漏、涌水甚至坍塌的风险。因此，合适的溶洞回填与固结结构至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对背景技术中存在的问题，提供一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构。

为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：

一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构包括隧洞，所述隧洞施加系统支护，所述系统支护包括喷锚支护和钢拱架支护；

所述隧洞的上方设有通风主洞，所述通风主洞与隧洞之间的空间内具有竖直长带状溶洞；所述通风主洞设有溶洞处理施工支洞，所述溶洞处理施工支洞位于竖直长带状溶洞的上方，所述溶洞的空腔内自下而上分层回填混凝土；

所述溶洞处理施工支洞朝向下方侧设有多个固结灌浆孔并固结灌浆。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述固结灌浆孔呈梅花型布置。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述固结灌浆孔的排距为1.5 m，每个断面布置7~8个固结灌浆孔，灌浆压力为1~3 MPa。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述固结灌浆孔伸入岩体25 m 和/或40m。

作为本实用新型的一种优选技术方案：至少部分固结灌浆孔与溶洞所产生的溶蚀裂隙大角度相交。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述混凝土为C20W6。

作为本实用新型的一种优选技术方案：分层回填的混凝土处于最下方的第一层混凝土高度限制在2 m以内，后续分层混凝土高度限制在3 m以内。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述隧洞周侧岩体向外侧设有高压固结灌浆孔并固结灌浆。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述高压固结灌浆孔的深度大于两倍的隧洞直径。

隧洞顶部发育竖直长带状溶洞时溶洞空腔处理方法的不同，意味着隧洞顶部围岩防渗和承载结构存在差异，从而影响围岩的稳定状态，由此可能导致冒顶甚至坍塌的风险，因此，合理的溶洞回填与固结结构选择对整个隧洞的稳定性都至关重要。

本实用新型提供一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，通过对隧洞采用喷锚、钢拱架支护，确保隧洞施工期稳定；通过在通风主洞设置溶洞处理施工支洞，自下而上分层回填溶洞空腔，确保长带状溶洞空腔回填充分；通过在溶洞处理施工支洞设置立体式固结灌浆孔（梅花型布置），确保隧洞顶部围岩内分散式溶蚀裂隙固结充分，提高隧洞主洞围岩完整性，确保隧洞主洞的防渗能力；通过对隧洞采用钢筋混凝土衬砌以及衬砌后系统高压固结灌浆，提高隧洞主洞的承载能力和防渗能力。本实用新型所提供的溶洞回填与固结结构便于对溶洞进行充分回填、加固，可以极大程度地提升隧洞主洞的安全性，便于顶部长大溶洞空腔的加固，有效改善隧洞顶部防渗结构和承载结构的稳定，使得溶洞合理处理，隧洞顺利通过，保障隧洞和溶洞的长期稳定性。

附图说明

图1为本实用新型所提供的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构的图示。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。

一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，包括隧洞100，隧洞100施加系统支护110，系统支护110包括喷锚支护和钢拱架支护；

隧洞100的上方设有通风主洞200，通风主洞200与隧洞100之间的空间内具有竖直长带状溶洞300；通风主洞200设有溶洞处理施工支洞210，溶洞处理施工支洞210位于竖直长带状溶洞300的上方，竖直长带状溶洞300的空腔内自下而上分层回填混凝土310；混凝土310为C20W6。

溶洞处理施工支洞210朝向下方侧设有多个固结灌浆孔211并固结灌浆。

固结灌浆孔211呈梅花型布置，固结灌浆孔211的排距为1.5 m，每个断面布置7~8个固结灌浆孔211，灌浆压力为1~3 MPa，固结灌浆孔211伸入岩体25 m 和/或40 m，至少部分固结灌浆孔211与竖直长带状溶洞300所产生的溶蚀裂隙大角度相交。

分层回填的混凝土310中处于最下方的第一层混凝土高度限制在2 m以内，后续分层混凝土高度限制在3 m以内。

隧洞100周侧岩体向外侧设有高压固结灌浆孔120并固结灌浆，高压固结灌浆孔120的深度大于两倍的隧洞100直径。

具体地，上述隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构通过如下方式施工实现：

（1）、隧洞主洞支护结构

为减小开挖对溶洞空腔造成的扰动，采用上、下分层台阶开挖，上台阶开挖后及时施加喷锚支护，增设钢拱架强支护；上台阶支护完成后进行下台阶开挖；

当长大隧洞与施工支洞交岔时，需减小上台阶的台阶高度，增加喷锚支护的一倍混凝土厚度，采用预应力锚杆替代普通砂浆锚杆。

（2）、溶洞处理施工支洞结构

为了解决竖直长带状溶洞空腔无法完全被回填的难题，在隧洞的通风主洞设置溶洞处理施工支洞，采用C20W6混凝土自下而上分层回填溶洞空腔，第一层高度限制在2 m内，后续分层高度不大于3 m；

为了解决竖直长带状溶洞周边发育的随机溶蚀裂隙，溶洞处理施工支洞设置固结灌浆孔；固结灌浆孔排距为1.5 m，每断面布置7~8个灌浆孔，灌浆压力为1~3 MPa，灌浆孔孔深入岩25 m、40 m，梅花型布置，灌浆孔应尽可能与溶蚀裂隙大角度相交。

（3）、隧洞主洞补强结构

为了进一步增加隧洞主洞的防渗和承载能力，进行隧洞主洞钢筋混凝土衬砌和衬砌后系统高压固结灌浆，灌浆孔深度为大于两倍隧洞直径，灌浆压力为3~6 MPa。图中虚线内为隧洞固结灌浆范围。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构包括隧洞，所述隧洞施加系统支护，所述系统支护包括喷锚支护和钢拱架支护；

所述隧洞的上方设有通风主洞，所述通风主洞与隧洞之间的空间内具有竖直长带状溶洞；所述通风主洞设有溶洞处理施工支洞，所述溶洞处理施工支洞位于竖直长带状溶洞的上方，所述溶洞的空腔内自下而上分层回填混凝土；

所述溶洞处理施工支洞朝向下方侧设有多个固结灌浆孔并固结灌浆。

2.根据权利要求1所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述固结灌浆孔呈梅花型布置。

3. 根据权利要求1或2所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述固结灌浆孔的排距为1.5 m，每个断面布置7~8个固结灌浆孔。

4. 根据权利要求3所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述固结灌浆孔伸入岩体25 m 和/或40 m。

5.根据权利要求1所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：至少部分固结灌浆孔与溶洞所产生的溶蚀裂隙大角度相交。

6.根据权利要求1所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述混凝土为C20W6。

7. 根据权利要求1所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：分层回填的混凝土处于最下方的第一层混凝土高度限制在2 m以内，后续分层混凝土高度限制在3 m以内。

8.根据权利要求1所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述隧洞周侧岩体向外侧设有高压固结灌浆孔并固结灌浆。

9.根据权利要求8所述的隧洞上覆竖直长带状溶洞的回填与固结结构，其特征在于：所述高压固结灌浆孔的深度大于两倍的隧洞直径。

Images