[发明专利]大型空溶洞隧道支护体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道穿越大型空溶洞的隧道支护体系，属于隧道及地下工程领域。

背景技术

在岩溶地区修建隧道工程经常遭遇各种岩溶类型，当隧道穿越大型空溶洞时，溶洞顶板可能会发生块体坠落，对隧道施工及运营造成极大的危害，易造成人员伤亡及运营中断。

现有技术中对隧道穿越大型空溶洞主要是针对溶洞顶板和隧道结构分别进行处理，即对溶洞顶板采取喷锚网、锚索、主动网等方式进行防护，线路位置设置明洞隧道结构，并在明洞顶设置缓冲结构，防止溶洞顶板局部落石破坏隧道结构，影响运营安全，现有处理方式存在以下问题：

1、溶洞大厅规模较大，顶板防护需要设置大量临时支架，施工周期长，造价较高。

2、溶洞顶板在施做喷锚网、锚索、主动网时，进一步扰动溶洞顶板岩块，可能发生掉块，施工过程中存在安全隐患。

3、隧道结构设计时，考虑顶板可能发生的岩块坠落，按照被动受力考虑，隧道结构过于厚重，不经济。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，一种隧道穿越大型空溶洞时，为防止溶洞顶板块体坠落而采用的顶板防护和隧道结构相结合的支护体系，确保施工及运营的安全可靠。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：大型空溶洞隧道支护体系，包括立柱支顶结构和框架式隧道结构；其特征在于：所述立柱支顶结构位于溶洞内隧道两侧，用于支撑溶洞顶部；所述框架式隧道结构由下层隧道框架和上层支撑框架组成，上层支撑框架位于下层隧道框架上方并连为一体；下层隧道框架的隧道空腔内轮廓与正常隧道一致；上层支撑框架延伸到溶洞顶部；在上层支撑框架顶部设有上端敞开的空腔，该空腔敞开部分与溶洞顶部对应，该空腔内回填混泥土与溶洞顶部紧密接触。

优选地，所述立柱支顶结构在溶洞内沿隧道纵向排列。

优选地，所述立柱支顶结构由立柱基础、立柱和顶帽组成，立柱基础5采用混凝土灌注，位于溶洞底部基岩上，顶帽6与溶洞顶部2紧密接触，立柱采用钢筋混凝土现场浇筑，位于立柱基础与顶帽之间。

优选地，所述框架式隧道结构的下层隧道框架横截面为近圆形；上层支撑框架由两侧耳墙和位于两侧耳墙之间的横板组成，所述两侧耳墙垂直布置，下端分别与圆形下层隧道框架两侧连位一体，上端伸至溶洞顶面位置，所述横板位于圆形下层隧道框架上方靠近溶洞顶面位置。

优选地，所述框架式隧道结构采用钢筋混凝土现场浇筑。

本发明利用立柱支顶结构和框架式隧道结构对溶洞顶面进行主动防护，防止了溶洞顶面不稳定岩体坠落，保证了施工及运营安全。尤其采取顶面防护和隧道结构相结合的支护体系，充分发挥了整个支护体系的防护能力，降低了工程造价，保证了隧道结构安全、可靠。

附图说明

图1本实施例横断面示意图；

图2是图1中I-I纵断面示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解。

如图1、2所示，本实施例涉及大型空溶洞1的隧道支护体系，特别适用于隧道穿越大型空溶洞段的支护结构，其主要由立柱支顶结构、框架式隧道结构以及框架顶部回填混凝土组成。

1)所述的立柱支顶结构由立柱基础5、立柱4和顶帽6组成，立柱4采用钢筋混凝土现场浇筑，支撑溶洞1的顶面2，防止大型空溶洞顶面岩体坍落；立柱基础5采用混凝土灌注，位于溶洞底部3基岩上，以保证稳定；顶帽6与溶洞顶面2紧密接触。在溶洞内沿隧道两侧纵向排列有多个上述立柱支顶结构，防止大型空溶洞顶面岩体坍落。

2)所述框架式隧道结构由下层隧道框架和上层支撑框架组成，上层支撑框架位于下层隧道框架上方并连为一体，结构采取钢筋混凝土，保证列车运营安全；所述下层隧道框架7横截面为圆形，其隧道空腔内轮廓与正常隧道一致；上层支撑框架由两侧耳墙10和位于两侧耳墙之间的横板9组成，所述两侧耳墙10垂直布置，下端分别与圆形下层隧道框架两侧连位一体，上端伸至溶洞顶面位置，有利于溶洞顶面2稳定。所述横板9位于圆形下层隧道框架上方靠近溶洞顶面位置。

在上层支撑框架横板9的上方设有上端敞开的空腔，该空腔敞开部分与溶洞顶面对应，该空腔内填满回填混泥土8，回填混凝土8与溶洞顶部紧密接触，加大了防护顶板面积，确保了防护效果。

本发明采取立柱支顶结构和框架式隧道结构对溶洞顶面进行主动防护，防止溶洞顶板不稳定岩体发生坠落对隧道结构造成破坏，把溶洞顶面防护和隧道支护结构相结合，充分发挥结构防护能力，降低工程造价，保证隧道结构安全和可靠。