[发明专利]既有隧道扩挖时穿越大型溶洞的辅助注浆平台及施工方法

说明书

本发明公开了一种既有隧道扩挖时穿越大型溶洞的辅助注浆平台,采用钢制框架结构的注浆台架，在钢制框架结构的中部设置有前后贯通的物料通道，钢制框架结构的顶壁、左侧壁、右侧壁分别固设有钢板，注浆台架左、右两侧与大型溶洞的上一扩挖完成段的止浆墙之间分别设置有钻机上下台架临时坡道，注浆台架上方与大型溶洞顶部的空间构成钻机注浆作业空间。同时，本发明还提供了一种既有隧道扩挖时穿越大型溶洞的施工方法。通过重新设计的带物料通道的注浆台架结合布置在注浆台架左、右两侧的钻机上下台架临时坡道，实现了大型溶洞的溶腔治理与扩挖的平行作业，显著提高了隧道扩挖效率，缩短了工期，安全可靠、操作性强，并能确保施工安全。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种利用既有小断面隧道扩挖为大断面隧道时穿越大型溶洞的施工方法，以及在穿越大型溶洞时用于隧道上半部注浆的辅助施工平台。

背景技术

以往对于隧道大断面溶腔的治理主要是在新开挖隧道内进行的，当大断面隧道穿越大型溶腔时，可以分台阶进行开挖，比如先开挖隧道上半断面，然后开挖隧道下半断面，进而全断面施作隧道止浆墙。止浆墙施作完成后，利用钻机对隧道掌子面进行帷幕注浆以及施作管棚，由于是新开挖隧道，因此没有施工干扰，在进行大断面隧道上半断面的帷幕注浆时，可直接在下半断面垫隧道洞渣进行施工。而当利用既有小断面平行导坑进行扩挖修建铁路复线时，需考虑穿越大型溶腔的施工干扰，这种施工工况在国内外都是很少见的。

对于利用既有小断面平行导坑扩挖为大断面的铁路复线隧道，当扩挖隧道穿越大型溶洞时，相应的施工进度是十分缓慢的。目前的施工方法是：大型溶洞采用分段开挖，每开挖完成一段随即进行止浆墙施工，止浆墙施作完成后，利用钻机对隧道掌子面进行帷幕注浆以及施作管棚，先进行溶洞下半断面的帷幕注浆，再进行溶洞上半断面的帷幕注浆时，采用在下半断面垫隧道洞渣的方法方便钻机爬高进行溶洞上半断面的帷幕注浆。因此，在下半断面垫隧道洞渣进行溶洞治理时，极大地影响了下半断面隧道的物流交通，从而影响了大型溶洞下一段的隧道开挖，降低了扩挖效率，拖长了工期。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种安全可靠、操作性强的辅助注浆平台，用于对大型溶洞的上半断面进行注浆，当利用既有小断面隧道扩挖成大断面隧道并穿越大型溶洞时，既能保证对隧道溶腔的治理，又不影响溶腔内下一段隧道的扩挖工作，从而提高施工效率，保证施工安全。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种既有隧道扩挖时穿越大型溶洞的辅助注浆平台,包括注浆台架，所述注浆台架采用钢制框架结构，并在钢制框架结构的中部设置有前后贯通的物料通道，钢制框架结构的顶壁、左侧壁、右侧壁分别固设有钢板，注浆台架左右居中设置在大型溶洞的上一扩挖完成段内，并靠近大型溶洞的下一待扩挖段，所述注浆台架左、右两侧与大型溶洞的上一扩挖完成段的止浆墙之间分别设置有钻机上下台架临时坡道，所述钻机上下台架临时坡道采用隧道洞渣堆砌而成，钻机上下台架临时坡道的前端与大型溶洞地面齐平，并由前向后逐渐升高直至与注浆台架等高，所述注浆台架上方与大型溶洞顶部的空间构成钻机注浆作业空间。

作为上述方案的优选，所述注浆台架的钢制框架采用槽钢及工字钢焊接而成，在物料通道的左上角、右上角分别焊接有工字钢加强件，且两侧的工字钢加强件呈“八”字形布置。由于设置了物料通道，因此注浆台架在物料通道的左上角、右上角增设工字钢加强件，并结合整体的材料选材，减轻重量，降低制造成本，并确保注浆台架稳固不变形。

进一步，所述注浆台架左、右两侧壁的钢板厚度小于注浆台架顶壁的钢板厚度。注浆台架上方需要承受钻机重量，两侧壁与顶壁采用不同厚度的钢板，进一步减轻重量，降低制造成本。

同时，本发明还提供了一种既有隧道扩挖时穿越大型溶洞的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，大型溶洞采用分段进行扩挖，对大型溶洞的上一扩挖完成段施作止浆墙，止浆墙一次浇筑成型，全断面设置；在掌子面施作砂浆锚杆，砂浆锚杆部分外露，并浇筑于止浆墙内，植入岩层厚度不小于3m；