[发明专利]隧道上部溶洞的处理方法

说明书

本申请公开一种隧道上部溶洞的处理方法，其包括以下步骤：隧道掌子面的上部通过溶洞底部之后，清理溶洞内部；在溶洞与地表连通的一侧浇筑混凝土挡墙；对隧道进行外层护拱和初期支护施工；在所述外层护拱之外填充混凝土缓冲层；在所述混凝土缓冲层之上沉积砂质缓冲层。本申请的隧道上部溶洞的处理方法，在溶洞跨度大、与地表连通以及存在突泥涌水灾害的条件下，提供一种施工效率高，施工过程风险低，能够合理处治隧道上部空腔溶洞并使结构安全稳定的施工方法以及防护结构，提高隧道工程施工质量，加快施工进度，保证施工期的安全和运营期的稳定。

技术领域

本申请涉及一种路桥施工领域，尤其涉及一种隧道上部溶洞的处理方法。

背景技术

岩溶地区具有复杂的地质构造，常发育裂隙、断层、溶洞并有含泥、富水等特征。在隧道开挖掘进的过程中，若上部出现空腔溶洞地质体，会存在掉块坍塌以及突泥涌水等灾害的危险。溶洞掉块坍塌是由于地层中可溶性岩石在溶蚀作用下完整性和稳定性遭到了破坏，围岩强度降低，在施工扰动下会出现部分岩体脱离母岩甚至整体垮塌的情况，突泥涌水现象则是由溶洞与周围介质以及地表的水力联系程度决定，并不是随机现象。对隧道附近的地质构造、水系特征和气候条件进行调查，并对溶洞进行科学合理的处治，才能保证施工质量和安全，降低风险。

传统的隧道上部空腔溶洞的加固和回填的处治方法，一般是用于抵御溶洞顶部掉块坍塌的冲击荷载作用，避免发生初期支护遭到破坏，突泥涌水时则大多采用注浆、回堵、引排等措施，若后续发生多次突泥和岩溶继续发育的情况，这些现有技术在处理隧道上部大型突泥溶洞时会存在较大的安全隐患，不能保证施工安全和隧道结构稳定。

发明内容

本申请的目的是旨在提供一种科学合理，施工效率高风险低，能够合理处治隧道上部空腔溶洞并使结构安全稳定的施工方法，具体是一种隧道上部溶洞的处理方法。

为达到以上技术目的，本申请采用的技术方案如下：

一种隧道上部溶洞的处理方法，其包括以下步骤：

隧道掌子面的上部通过溶洞底部之后，清理溶洞内部；

在溶洞与地表连通的一侧浇筑混凝土挡墙；

对隧道进行外层护拱和初期支护施工；

在所述外层护拱之外填充混凝土缓冲层；

在所述混凝土缓冲层之上沉积砂质缓冲层。

优选地，所述清理溶洞内部之前，对隧道内部进行排险和淤泥清理。

可选择地，所述清理溶洞内部，采用以下至少一种方式：

台阶法开挖；人工开挖；机械开挖；爆破开挖；对开挖后的溶洞内壁进行初期支护。

具体地，采用爆破开挖时，采用微振动光面爆破法，炮眼痕迹率大于50％，相邻两个炮孔之间出现的台阶误差小于100mm。

所述浇筑混凝土挡墙时，在溶洞底部设置混凝土基础；在所述混凝土挡墙表面设置安全棚架，所述安全棚架的顶部与溶洞顶部的距离大于4.5m。

所述浇筑混凝土挡墙时，在所述混凝土挡墙内预埋排水孔，所述排水孔入口处设置反滤层，所述排水孔出口的最低点高出所述混凝土挡墙的基础至少30cm。

优选地，所述排水孔与隧道内的其他引流孔道连通。

所述对隧道进行外层护拱和初期支护施工时，在布设的钢质骨架上预埋输送混凝土的泵送管，用于形成外层护拱和混凝土缓冲层；所述泵送管的入口露出在所述初期支护外，所述泵送管的末端延伸至预设的砂质缓冲层底部。

优选地，所述混凝土缓冲层的顶部距离所述外层护拱至少150cm。