[发明专利]一种隧道工程无模板处治岩体空腔的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道工程施工技术领域，具体涉及了一种隧道工程无模板处治岩体空腔的施工方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的飞速发展，高等级公路不断向西部山区延伸，带动隧道工程的建设迅猛发展，同时，隧道工程的设计与施工也遇到了各种各样的难题亟待解决。例如，隧道施工开挖过程中遇到软弱夹层等不良地质地段，处治措施稍有不当就会引起塌方，大型的塌方会伴生大型的空腔出现；另外，在岩溶地区的隧道工程施工，经常会遇到大型岩溶空腔。这些空腔在隧道开挖扰动下，难免会有坍塌、落石等灾害发生，这样在岩体空腔段的隧道施工就完全暴露在危险之中，稍有不慎就会有机毁人亡的事故发生。如果这些岩体空腔处治不当，不但会在隧道施工期间带来各种威胁，还会对运营期的隧道安全带来威胁，并会造成隧道运营成本的升高。塌方、落石等塌落物直接作用在衬砌上，会给衬砌带来损伤；塌落物中的泥沙容易堵塞隧道排水管道，造成隧道衬砌背后水压力的升高，高水压会造成隧道衬砌裂缝和渗漏水等病害的发生。如何在保证隧道施工安全及运营安全的情况下，快速、经济的处治隧道工程施工中遇到的大型岩体空腔一直是隧道工程界亟待解决的难题。

隧道施工开挖过程中遇到大型岩体空腔，采用回填的常规方法具有工程量大、时间长、费用高等缺点；采用注浆的方法处治，在没有模板约束注浆范围的情况下，很难掌控注浆数量和施工质量，并会堵塞空腔排水通道；特别是，具有落石、崩塌，甚至塌方的大型岩体空腔，施工人员和器械长时间暴露在危险之下，容易发生危险。那么就需要寻求一种减少甚至避免施工人员直接暴露在空腔塌落物危险下施工作业的时间，并且具有施工风险低，处治速度快，工程费用少，处治质量好，可提高隧道运营期间的安全性及降低维护成本等优点的施工技术方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题与缺陷,本发明公开了一种隧道工程无模板处治岩体空腔的施工方法。本发明适用于隧道衬砌结构侧墙和拱部位置的各种类型的空腔处治。本发明可不用架设组装成品模板，减少甚至避免施工人员和施工器械直接暴露在空腔危险环境中作业的时间，并具有施工风险低、成本小、速度快，可确保隧道岩体空腔处治质量，提高隧道运营期间的安全性及降低维护成本等诸多优点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种隧道工程无模板处治岩体空腔的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，设置内、外防护层；

采用PVC防水板、钢筋网配合由钢架制成的支撑钢架，布设于岩体空腔与隧道洞室相交处，然后在PVC防水板、钢筋网及支撑钢架上喷射混凝土，混凝土凝固后，检查喷射混凝土层，对缺空处及偏薄处进行补充喷射混凝土，组成外防护层；采用同样的施工步骤，在外防护层的下方，施作好内防护层（内、外防护层的间距，由设计所需的护拱厚度确定）；外防护层和内防护层均设有泄水孔、吹填孔，并分别预埋有泄水管、吹填管；内防护层还预留有灌注孔，预留灌注孔应同时兼顾灌注和振捣功能；

步骤二，施工护拱；

在外防护层和内防护层喷射混凝土强度达到设计要求后，由内防护层预留的灌注孔在内、外防护层之间浇筑混凝土，形成隧道衬砌护拱；隧道衬砌护拱的结构一般为钢筋混凝土结构，在布设内防护层之前，应设置好护拱钢筋，并连接在支撑钢架上；

步骤三，洞室开挖及施做初期支护；

当隧道衬砌护拱的强度达到要求后，在隧道衬砌护拱和内、外防护层共同保护下，进行隧道工程的洞室开挖及初期支护结构施工；初期支护和隧道衬砌护拱预留有与内、外防护层相通的泄水孔和吹填孔，在泄水孔、吹填孔内分别埋设有泄水管、吹填管；预埋管道的长度根据护拱厚度及所需吹填层的厚度共同确定；

步骤四，吹填级配碎石缓冲层；

当初期支护强度达到要求后，采用吹填机械通过吹填孔内的吹填管向护拱背后吹填级配碎石，以形成碎石缓冲层，吹填工作顺序为由下往上依次吹填，直到临近吹填管有碎石掉落时，方可换下一个吹填管进行吹填，逐步完成整个吹填工作；吹填碎石厚度由塌落物大小和高度计算得出的冲击力进行设定；

步骤五，浇筑二次衬砌；

当碎石缓冲层吹填作业完成后，封闭填充孔道，并用隧道专用排水管连接泄水管，把岩体空腔水流接引至隧道排水系统，排出洞外；加密岩体空洞段的隧道二次衬砌背后排水管，铺设隧道防水层及排水管，浇筑二次衬砌。

对本发明的进一步说明，所述的内防护层和外防护层使用的钢筋网的网格大小为（10cm×10cm）～（20cm×20cm）。

对本发明的进一步说明，所述的吹填管采用梅花型布置。