[发明专利]一种穿越巨型溶洞的隧道明作衬砌结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种穿越巨型溶洞的隧道明作衬砌结构及其施工方法，该隧道衬砌结构包括设于溶洞大厅内的二次衬砌和回填层，二次衬砌的拱部、左侧边墙和右侧边墙与回填层之间均设有缓冲层，缓冲层为可压缩构件，回填层为轻质填充构件，二次衬砌底部设有至少一个隧道基底预留注浆孔。运用本发明，二次衬砌结构有一定的自由度，在二次衬砌底板处发生不均匀沉降时，二次衬砌与回填层可相对独立位移，能保证二次衬砌结构不致受回填层的沉降或挤压发生开裂破坏，消除了传统衬砌结构周边回填土石对衬砌结构的变形限制；同时隧道基底设置隧道基底预留注浆孔，一旦衬砌沉降超过限值，通过隧道基底预留注浆孔进行补偿注浆，从而确保隧道结构的稳定及运营安全。

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隧道明作衬砌结构及其施工方法。

背景技术

进入二十一世纪后我国铁路建设高速发展，随着我国铁路建设的进一步向西南地区辐射，相应的铁路隧道在线路总长中的占比也越来越高。而在我国的云贵地区存在着范围极广的碳酸盐分布，大量建成或在建设中的山岭隧道不可避免的要穿越岩溶地区。

隧道穿越岩溶洞穴强烈发育地段时，由于其水文地质条件和工程地质条件更为复杂，更多的地质缺陷体给隧道的施工带来了极大的影响。而目前大多数研究仅从岩溶洞穴的处理方面入手，而忽略了针对工程主体隧道支护结构设计的研究。而从建成的穿越岩溶洞穴的隧道来看，隧道工后沉降难以控制，尤其是在隧道结构出现不均匀沉降时，对铁路隧道运营期间的安全影响极大。而在遇到巨型溶洞复杂地质条件时，如若处置不当，不仅妨碍施工进展，导致工期延误和费用增加，而且还给隧道运营安全造成严重威胁。因此，在穿越巨型溶洞大厅时，为了保证确保施工安全和隧道运营期安全，必须采用合理衬砌结构及开挖施工方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的隧道穿越巨型溶洞大厅时，如若处置不当，不仅妨碍施工进度，导致工期延误和费用增加，还给隧道运营安全造成严重威胁，因此，本发明提供一种穿越巨型溶洞的隧道明作衬砌结构及其施工方法，可有效解决穿越巨型溶洞大厅的大断面隧道衬砌结构因基础产生不均匀沉降而导致衬砌开裂的问题，以确保隧道结构稳定和运营安全。

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隧道明作衬砌结构，包括设于溶洞大厅内的二次衬砌和回填层，所述二次衬砌的拱部、左侧边墙和右侧边墙与所述回填层之间均设有缓冲层，所述缓冲层为可压缩构件，所述回填层为轻质填充构件，所述二次衬砌底部设有至少一个隧道基底预留注浆孔。

采用本发明所述的一种穿越巨型溶洞的隧道明作衬砌结构，所述二次衬砌与所述回填层之间设置所述缓冲层，使得所述二次衬砌结构有一定的自由度，在所述二次衬砌底板处发生不均匀沉降时，所述二次衬砌与所述回填层可相对独立位移，能保证所述二次衬砌结构不致受回填层的沉降或挤压发生开裂破坏，消除了传统衬砌结构周边回填土石对衬砌结构的变形限制；同时隧道基底设置隧道基底预留注浆孔，一旦衬砌沉降超过限值，可通过隧道基底预留注浆孔进行补偿注浆，从而确保隧道结构的稳定及运营安全。

优选地，所述缓冲层为泡沫板。

优选地，所述缓冲层的厚度为20cm-40cm。

优选地，所述缓冲层与所述二次衬砌之间设有防排水系统。

优选地，所述回填层为泡沫混凝土回填体。

优选地，所述二次衬砌上方的溶洞顶部设有洞顶岩体加固结构。

优选地，所述二次衬砌还包括底板，所述二次衬砌内用于设置桥梁梁板，所述二次衬砌内侧预留变形空间。

进一步优选地，所述底板位于稳定地基上。

本发明还提供了一种如以上任一项所述穿越巨型溶洞的隧道明作衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：