[发明专利]一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构及构筑方法

说明书

一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构及构筑方法，以大幅减小直接作用于隧道衬砌结构拱顶的回填料重量，确保隧道衬砌不至于过厚而降低经济性。包括填充于隧道衬砌结构与溶洞壁之间大型空腔内作为落石缓冲层的轻质回填料。大型空腔内沿竖向间隔设置卸载拱，将大型空腔分隔形成上部空腔、层间空腔和下部空腔。各卸载拱横向两端的拱脚部嵌固于在溶洞壁上开挖的卸载拱嵌固槽内，支撑于稳定岩石上；所述轻质回填料由上而下依次吹填于上部空腔、层间空腔和下部空腔内。

技术领域

本发明涉及隧道，特别涉及一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构及构筑方法。

背景技术

我国广西、云南、贵州等地区广泛分布喀斯特地貌，地层以白云岩、灰岩等可溶性岩石为主，在流水长年作用下，极易溶解、溶蚀，形成巨大的地下暗河、溶洞等，给隧道工程建设带来巨大挑战。

目前，对于穿越大型无充填溶洞的隧道，考虑洞壁风化、危岩落石的影响，一般采用锚网喷对洞壁进行主动防护,并在隧道拱顶以上空腔内吹沙回填，作为冲击层，起到对落石的缓冲作用。

隧道顶部大面积、大体积回填加大了隧道拱部的荷载，进而加厚了隧隧道衬砌结构的厚度。有工程因回填沙土而将隧道衬砌结构厚度从几十公分增加到近2m厚，钢筋用量成倍增加，工程经济性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构，以大幅减小直接作用于隧道衬砌结构拱顶的回填料重量，确保隧道衬砌不至于过厚而降低经济性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构，包括填充于隧道衬砌结构与溶洞壁之间大型空腔内作为落石缓冲层的轻质回填料，其特征是：所述大型空腔内沿竖向间隔设置卸载拱，将大型空腔分隔形成上部空腔、层间空腔和下部空腔；各卸载拱横向两端的拱脚部嵌固于在溶洞壁上开挖的卸载拱嵌固槽内，支撑于稳定岩石上；所述轻质回填料由上而下依次吹填于上部空腔、层间空腔和下部空腔内。

本发明所要解决的另一技术问题是提供上述一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构的构筑方法,该方法包括如下步骤：

①按正常工序完成隧道开挖，并施工穿越大型无充填溶洞的隧道衬砌结构；

②在大型空腔内的溶洞壁上开挖横向两侧卸载拱嵌固槽；

③在大型空腔内支模浇筑最上层卸载拱混凝土，待混凝土达到设计强度后向上部空腔吹填轻质回填料；

④依次支模浇筑最上层卸载拱与最下层卸载拱之间的各层卸载拱，待上一层卸载拱混凝土达到设计强度后向该层间空腔吹填轻质回填料；

⑤支模浇筑最下层卸载拱，待混凝土达到设计强度后向下部空腔吹填轻质回填料。

本发明的有益效果是，在隧道衬砌结构以上的大型空腔内竖向间隔设置卸载拱，卸载拱周边嵌固在溶洞壁稳定岩体上，将回填料的荷载逐层传递至溶洞壁上，大幅减小直接作用于隧道衬砌结构拱顶的荷载，确保隧道衬砌结构不至于过厚而降低经济性。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本发明一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构的横断面图；

图2是本发明一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构的纵断面图；

图3是本发明一种穿越大型无充填溶洞隧道的卸载拱回填结构的构筑方法示意图。

图中示出构件和对应的标记：隧道10、隧道衬砌结构11、卸载拱嵌固槽12、溶洞壁20、轻质回填料21、卸载拱30、上部空腔Ⅰ、层间空腔Ⅱ、下部空腔Ⅲ。

具体实施方式