[发明专利]穿越巨型溶洞的一体化结构体系及其施工方法

说明书

本发明公开了一种穿越巨型溶洞的一体化结构体系及其施工方法，该结构体系包括顶部加固结构，用于加固溶洞大厅顶部；基底加固结构，用于加固溶洞大厅的弃渣回填体的开挖基底；挡护结构，设于弃渣回填体上并连接于溶洞大厅顶部，挡护结构底部设有竖向注浆通道，竖向注浆通道沿线方向呈间隔布置，竖向注浆通道伸入基底加固结构所在的弃渣回填体中；桥梁结构，设置在挡护结构与溶洞大厅顶部岩壁之间范围内，为列车及道床荷载承载结构；轻型钢棚洞结构，底部两端支承于桥梁结构之上。本发明各结构受力明确，荷载分开传递，避免结构的不均匀沉降，保证运营期间的安全。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特别是涉及一种穿越巨型溶洞的一体化结构体系及其施工方法。

背景技术

为满足国民经济持续快速发展，迫切需要大规模发展交通基础设施建设。同时我国是世界上岩溶分布面积最广的国家之一，随着交通基础设施大规模建设，将不可避免的出现大量穿越各类型溶洞的隧道工程。

目前，公路、铁路穿越溶洞时大都采用浆砌片石或混凝土回填、桩筏或桥梁结构跨越等处理方案。而采用上述施工方案，均是基于中小型溶洞提出的。但对于穿越空腔巨大、洞壁稳定性极差、高度和跨度极大的巨型溶洞时，采用传统的回填方案，无论采用浆砌片石还是混凝土回填，其回填量达到巨大，造价太高；若单纯采用弃渣回填，由于回填深度达几十米甚至上百米，必然会产生较大的工后沉降，造成隧道结构受力不均、开裂破坏等病害，严重影响隧道工程运营安全；若单纯采用桥梁结构跨越，溶洞顶部危岩落石将对桥梁结构及列车运营造成巨大威胁。显然传统方案不能有效解决隧道穿越巨型溶洞的施工及运营安全问题。因此，为合理控制工程造价，有效控制基础沉降，同时确保施工和运营安全，本发明提出一种穿越巨型溶洞的一体化结构体系及其施工方法。

发明内容

本发明的目的在于：采用传统的处理方案来处理穿越巨型溶洞的隧道工程，要么造价太高，要么不能有效控制基础工后沉降，要么不能确保运营安全，因此，本发明提供一种穿越巨型溶洞的一体化结构体系及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种穿越巨型溶洞的一体化结构体系，包括：

顶部加固结构，用于加固溶洞大厅顶部；

基底加固结构，用于加固所述溶洞大厅的弃渣回填体的开挖基底；

挡护结构，设于所述弃渣回填体上并连接于所述溶洞大厅顶部，所述挡护结构底部设有竖向注浆通道，所述竖向注浆通道沿线方向呈间隔布置，所述竖向注浆通道伸入所述基底加固结构所在的所述弃渣回填体中；

桥梁结构，设置在所述挡护结构与所述溶洞大厅顶部岩壁之间范围内，为列车及道床荷载承载结构；

轻型钢棚洞结构，底部两端支承于所述桥梁结构之上。

采用本发明所述的一种穿越巨型溶洞的一体化结构体系，各结构受力明确；顶部加固结构，确保溶洞顶壁整体稳定；基底加固结构，确保挡护结构底部具有足够承载能力；挡护结构，既对两侧弃渣回填体进行防护，又确保对溶洞顶壁的支承；桥梁结构承载运营期间列车及道床荷载，即使下部回填体发生沉降，也不会影响列轨道结构，可确保列车运营安全；轻型钢棚洞结构对溶洞顶壁进行遮罩防护，可确保列车运营安全，当溶洞顶壁一旦有轻微掉块，不至于直接砸到列车上；同时竖向注浆通道用于运营期间的补偿注浆，避免结构的不均匀沉降，保证运营期间的安全。

优选地，所述挡护结构包括U型挡墙结构和混凝土回填结构，所述U型挡墙结构的底部设于所述弃渣回填体上，所述U型挡墙结构的两侧设于所述弃渣回填体的开挖边坡上，所述U型挡墙结构两侧顶面分别设置所述混凝土回填结构，所述混凝土回填结构的一侧设于所述弃渣回填体的开挖边坡上，所述混凝土回填结构的顶部连接于所述溶洞大厅顶部。

进一步优选地，所述U型挡墙结构为钢筋混凝土结构。