喀斯特地貌隧道串珠狀環向連續溶洞處理方法與流程
2023-04-25 11:49:01 2
本發明涉及隧道施工領域，尤其涉及喀斯特地貌隧道串珠狀環向連續溶洞處理方法。
背景技術：
伴隨著「一帶一路」規劃的實施，西南地區高速公路進入快速發展時期，西南地區巖土情況是典型的卡斯特地貌，巖溶地貌的整體性差，多溶洞或含泥、含沙溶腔，裂隙發育，夾層較多，巖石無根，僅靠巖石之間的摩擦力固定，極易出現鬆動掉塊，冒頂塌方的危險。串珠狀溶洞相對於其他形式的溶洞更加危險和複雜，尤其是同一裡程斷面內環向連續出現的溶洞，圍巖發育情況未知，容易出現二次發育，給巖溶地質的溶洞段施工的隧道施工的安全、進度和效益造成了困難。
尤其是拱頂出現的溶洞，又需要進行前期封閉，所以拱頂溶洞處理的原則是本著安全第一，早封閉、輕巧、高強、便於施工，以往的設計全部填充完成，或者用砼進行立模打護拱的方式，費時、費力、效果差，不易施工。
技術實現要素：
本發明旨在解決現有技術的不足，而提供喀斯特地貌隧道串珠狀環向連續溶洞處理方法。
本發明為實現上述目的，採用以下技術方案：喀斯特地貌隧道串珠狀環向連續溶洞處理方法，針對構造溶蝕侵蝕低中山地貌的隧道的拱頂、左側拱腳和右側拱腰的三處串珠狀溶洞，溶洞之間有貫通，其特徵在於，其方法如下：
(1)應急處理措施：
①嚴格控制開挖進尺
由於造成該段的地質情況極其複雜，無法有效探明前方巖石的整體性和強度以及裂隙發育情況，因此必須嚴格控制開挖進尺；
②精確的超前預報
在串珠狀溶洞發育區進行超前鑽孔確認，在表面無巖溶段進行取樣鑽孔，探明後續是否還有較大的溶洞，溶洞內有無積水，做好溶洞巖石的強度和溶洞的初步規模的預估，以及有水條件下的卸壓以及空氣適應性處理；
③防風化以及二次發育處理
由於該處串珠狀溶洞，溶洞之間有貫通，經過一段時間的空氣適應性處理和爆破作業的二次擾動後，溶巖出現風化以及二次發育，很容易碎裂下墜，附著在原巖表面的沉澱層情況類似，很容易出現脫層滑落，所以必須進行串珠狀溶洞排險處理；排險結束後，在溶腔內部進行全方位的噴漿作業，尤其是不能忽略下部和底部的噴漿封閉；
(2)拱頂溶洞的初期支護處理方法：
①置入鋼筋籠，鋼筋籠上方的鋼筋上綁紮單層的鋼筋網片；
②打入雙層超前小導管；
③在超前小導管上焊接4根鋼管，梅花型布置；
④在小導管上鋪設鋼筋網片，綁紮在超前小導管上；
⑤在鋼筋網片上放置鋼筋籠，鋼筋籠底層鋼筋綁紮在鋼筋網片上，鋼筋籠上方的鋼筋上綁紮單層鋼筋網片；
⑥焊接埋深0.5m的鋼花管，進行梅花形布置，外露0.2m；
⑦自溶洞邊緣預埋帶孔波紋管，波紋管用土工布包裹，自溶洞邊底引出和洞內排水系統對接；
⑧以上完成後，報檢合格後方可進行噴射混凝土作業，噴射砼作業時控制角度在30～40度之間，由內層向外層噴射，內層嚴禁使用土工布和石棉網當擋噴層；
(3)左側拱腳溶洞的初期支護處理方法：
①拱腳1m以下，立模板打滿素混凝土回填，預埋鋼筋便於鋼筋籠固定；
②拱腳1m以上位置設置鋼筋籠，鋼筋籠內層的鋼筋上綁紮單層的鋼筋網片，整個鋼筋籠固定在預埋鋼筋上；
③焊接埋深0.5m的鋼花管，進行梅花形布置，外露0.2m；
④自溶洞邊緣預埋帶孔波紋管，波紋管用土工布包裹，自溶洞邊底引出和洞內排水系統對接；
⑤以上完成後，報檢合格後方可進行噴射混凝土作業，噴射砼作業時控制角度，由內層向外層噴射，內層嚴禁使用土工布和石棉網當擋噴層；
(4)右側拱腰溶洞的初期支護處理方法：
①掛設鋼筋籠，鋼筋籠內層的鋼筋上綁紮單層鋼筋網片；
②焊接埋深0.5m的鋼花管，進行梅花形布置，外露0.2m；
③自溶洞邊緣預埋帶孔波紋管，波紋管用土工布包裹，自溶洞邊底引出和洞內排水系統對接；
④以上完成後報檢合格方可進行噴射混凝土作業。
特別的，所述方法(1)中的串珠狀溶洞排險方法分為兩個部分，即：使用挖機將較大的危石及時處理，對已經裸露的溶腔壁要細緻的進行定點清除，清除掉黃色附著層和凸起的鐘乳石；使用檢測臺架人工處理，對未清除的溶腔壁鬆動但是未掉落的進行黃色附著層和凸起的鐘乳石進行二次處理。
特別的，串珠狀溶洞所有的溶洞處理必須同步處理。
本發明的有益效果是：本發明提供的喀斯特地貌隧道串珠狀環向連續溶洞處理方法，安全可靠、科學可行、施工方便、經濟合理、工期緊湊地解決了串珠狀溶洞施工技術難題，為以後類似的溶洞處理提供參考和借鑑，尤其是拱頂溶洞處理方法，達到了省時、省力、便於施工的效果。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明：
喀斯特地貌隧道串珠狀環向連續溶洞處理方法，針對構造溶蝕侵蝕低中山地貌的隧道的拱頂、左側拱腳和右側拱腰的三處串珠狀溶洞，溶洞之間有貫通，其特徵在於，其方法如下：
(1)應急處理措施：
①嚴格控制開挖進尺
由於造成該段的地質情況極其複雜，無法有效探明前方巖石的整體性和強度以及裂隙發育情況，因此必須嚴格控制開挖進尺，按照每次一榀間距開挖；
②精確的超前預報
在串珠狀溶洞發育區進行超前鑽孔確認，在表面無巖溶段進行取樣鑽孔，探明後續是否還有較大的溶洞，溶洞內有無積水，做好溶洞巖石的強度和溶洞的初步規模的預估，以及有水條件下的卸壓以及空氣適應性處理；
③防風化以及二次發育處理
由於該處串珠狀溶洞，溶洞之間有貫通，經過一段時間的空氣適應性處理和爆破作業的二次擾動後，溶巖出現風化以及二次發育，很容易碎裂下墜，附著在原巖表面的沉澱層情況類似，很容易出現脫層滑落，所以必須進行串珠狀溶洞排險處理，串珠狀溶洞排險方法分為兩個部分，即：使用挖機將較大的危石及時處理，對已經裸露的溶腔壁要細緻的進行定點清除，清除掉黃色附著層和凸起的鐘乳石；使用檢測臺架人工處理，對未清除的溶腔壁鬆動但是未掉落的進行黃色附著層和凸起的鐘乳石進行二次處理；
排險結束後，在溶腔內部進行全方位的噴漿作業，尤其是不能忽略下部和底部的噴漿封閉；
(2)拱頂溶洞的初期支護處理方法：
①置入鋼筋籠，規格為的HRB400鋼筋，籠高40cm，鋼筋間距為25*25cm，雙層設置，鋼筋籠上方的HRB400鋼筋上綁紮單層Φ8的規格為10*10的鋼筋網片；
②打入雙層超前小導管，超前小導管的間距為0.3m；
③在超前小導管上焊接4根鋼管，鋼管長度為60cm，梅花型布置；
④在小導管上鋪設Φ8的規格為25*25的鋼筋網片，綁紮在超前小導管上；
⑤在鋼筋網片上放置鋼筋籠，鋼筋籠底層鋼筋綁紮在鋼筋網片上，鋼筋籠上方的HRB400鋼筋上綁紮單層Φ8的規格為10*10的鋼筋網片；
⑥焊接埋深0.5m的鋼花管，按照間距0.5m進行梅花形布置，外露0.2m；
⑦自溶洞邊緣預埋帶孔波紋管，波紋管用土工布包裹，自溶洞邊底引出和洞內排水系統對接；
⑧以上完成後，報檢合格後方可進行噴射C25混凝土作業，噴射砼作業時控制角度在30～40度之間，由內層向外層噴射，控制噴層厚度為50cm，內層嚴禁使用土工布和石棉網當擋噴層；
(3)左側拱腳溶洞的初期支護處理方法：
①拱腳1m以下，立模板打滿C10混凝土回填，預埋的HRB400鋼筋便於鋼筋籠固定；
②拱腳1m以上位置設置的HRB400鋼筋籠，籠高40cm，鋼筋間距為25*25cm，雙層設置，鋼筋籠內層的HRB400鋼筋上綁紮單層Φ8的規格為10*10的鋼筋網片，整個鋼筋籠固定在預埋鋼筋上；
③焊接埋深0.5m的鋼花管，按照間距0.5m進行梅花形布置，外露0.2m；
④自溶洞邊緣預埋帶孔波紋管，波紋管用土工布包裹，自溶洞邊底引出和洞內排水系統對接；
⑤以上完成後，報檢合格後方可進行噴射C25混凝土作業，噴射砼作業時控制角度，由內層向外層噴射，控制噴層厚度為50cm，內層嚴禁使用土工布和石棉網當擋噴層；
(4)右側拱腰溶洞的初期支護處理方法：
①掛設的HRB400鋼筋籠，籠高40cm，鋼筋間距為25*25cm，雙層設置，鋼筋籠內層的HRB400鋼筋上綁紮單層Φ8的規格為10*10的鋼筋網片；
②焊接埋深0.5m的鋼花管，按照間距0.5m進行梅花形布置，外露0.2m；
③自溶洞邊緣預埋帶孔波紋管，波紋管用土工布包裹，自溶洞邊底引出和洞內排水系統對接；
④以上完成後報檢合格方可進行噴射C25混凝土作業。
特別的，串珠狀溶洞所有的溶洞處理必須同步處理。
上面對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。