[发明专利]一种高铁隧底过水溶洞的加固结构及其施工方法

权利要求书

1.一种高铁隧底过水溶洞的加固结构，包括高铁隧道以及位于高铁隧道下方围岩内的溶洞，其特征在于：高铁隧道和溶洞空间交叠，还包括在溶洞入口处开挖的施工斜坡通道（13）和在溶洞（1）的顶部与高铁隧道（2）的底部贯通开挖的出渣竖井（3），施工斜坡通道（13）位于高铁线路左线（21）和高铁隧道左边墙线（24）之间，

所述加固结构还包括溶洞的喷锚网支护层，所述喷锚网支护层包括锚杆（4）、钢筋挂网（5）和混凝土喷射层（6），所述锚杆打入溶腔壁顶部背侧的围岩内，所述钢筋挂网（5）挂在溶腔壁全断面的表面，所述混凝土喷射层（6）喷射于打锚杆部分的溶腔壁表面并覆盖该部分的钢筋挂网（5），

所述加固结构还包括与溶洞走向和溶洞高度相适应设置的钢筋混凝土的拱涵（7），所述拱涵（7）包括拱涵基础（73）、拱涵边墙（71）和拱涵拱圈（72），全部拱涵基础（73）和拱涵边墙（71）底部嵌入涵洞底部的围岩内，所述拱涵拱圈的两端搭在拱涵边墙上，所述拱涵拱圈（72）内嵌入有格栅钢架（74），所述拱涵（7）的长度大于高铁隧道（2）与溶洞（1）空间交叠部分的长度，拱涵的底部形成过水通道（12），所述施工斜坡通道、出渣竖井和拱涵外部的涵洞采用回填混凝土（8）密实，

所述回填混凝土（8）的标号不小于C25，

所述拱涵（7）的混凝土标号不小于C25，

所述格栅钢架（74）包括沿拱涵纵向间隔设置的一组钢架和连接相邻两榀钢架的连接钢筋，所述格栅钢架设置双层，相邻两榀钢架的纵向间距不大于0.5m，连接钢筋沿拱涵拱圈周向的设置间距不大于0.5m；

拱涵为竖向轴对称，拱涵拱圈的横截面为扇环的一部分，拱涵拱圈的尺寸始终不变，拱涵边墙的高度随溶洞的地形进行改变，所述拱涵边墙（71）的底部底嵌入围岩的深度不小于0.5m；

所述出渣竖井（3）的横截面尺寸不小于1m×1m，所述出渣竖井的护壁为壁厚不小于0.3m的钢筋混凝土结构，其混凝土标号不小于C30；

所述锚杆（4）在溶腔壁上呈梅花型布置，锚杆（4）之间的布置间距不大于1.2m×1.2m，锚杆（4）的直径不小于22mm，锚杆的长度不小于3m；

所述钢筋挂网（5）的网孔大小为20cm×20cm，钢筋的直径不小于8mm；

所述混凝土喷射层（6）的厚度不小于10m，其混凝土标号不小于C25；

所述溶洞的内部增设有支顶溶腔壁的钢支撑，所述钢支撑为钢管支撑或型钢支撑。

2.根据权利要求1所述的高铁隧底过水溶洞的加固结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，溶腔开挖和溶腔清理：

在溶洞入口处开挖施工斜坡通道，施工斜坡通道的宽度及净高与需要进入的机械设备相适应，小型挖掘机从施工斜坡通道进入溶腔，对溶洞内的淤泥进行清除及溶洞危岩、孤石进行清理，确保施工安全；

步骤二，出渣竖井开挖和出渣施工：

自高铁隧道向下开挖至贯通至溶洞的顶部作为出渣竖井（3），出碴施工采用电动葫芦垂直提升，并加工钢板料斗运输，钢板料斗的下方设置活动开关，人工装碴，电动葫芦提升到井口上面后，通过运渣车运至弃土场；

步骤三，喷锚网支护层施工：在溶腔壁上按梅花型布置打锚杆孔，并锚入锚杆（4）；然后在溶腔壁的表面挂钢筋挂网（5）随后喷射混凝土形成混凝土喷射层（6）；

步骤四，拱涵施工：先施工拱涵的拱涵基础（73），然后在拱涵基础上施工拱涵边墙（71），在溶腔壁的底部搭设拱涵拱圈的模板支架，在模板支架上搭设模板并在模板上安装格栅钢架（74），随后进行拱涵拱圈（72）的混凝土的浇筑，最后拆除模板支架和模板；

步骤五：溶腔回填：施工斜坡通道、出渣竖井以及溶洞在拱涵施工完毕后采用回填混凝土（8）密实；

所述步骤四中，格栅钢架（74）包括拱涵纵向间隔设置的一组钢架和连接相邻两榀钢架的连接钢筋，钢架在工厂预先加工并运送至溶洞内，在溶洞内进行连接钢筋与钢架的连接施工。