[实用新型]大型充填型溶洞地质隧道地基加固结构

说明书

一种大型充填型溶洞地质隧道地基加固结构，在隧道仰拱底部沿隧道长度方向布置多列注浆钢管桩深入地下基岩或深入到一定深度土体中，在隧道底部钢管桩上方铺设级配碎石垫层，级配碎石层上方浇筑混凝土承台。本实用新型可满足溶洞地质隧道地基的施工质量和寿命的要求，承载力高，有效地控制充填型溶洞地质隧道基底沉陷，灌注桩力学性能好，不易断桩，灌注桩成孔过程中有效控制塌孔堵孔的现象发生；整个地基加固结构有利于隧道山体内水土稳定性保持，不影响自然水系环境。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道地基施工技术领域，具体为一种大型充填型溶洞地质隧道地基加固结构。

背景技术

在喀斯特地貌山区修建高速公路，需要遇水架桥、遇山开洞，桥隧比甚至高达80%，由于山体岩溶的发育，隧道工程往往需要穿越溶洞、地下河等不良地质，由于地下河流域的发育的影响，大型溶洞内部充填着大量的砂土、黏土层、黑土层和黏土夹角砾碎石等软土。由于软土层承载力不足，地基软弱，不能满足路面承载需求，因此需要对溶洞地质进行加强加固。在溶岩强发育区，隧道穿越山体属岩溶峰丛地貌，山体地形复杂，山体内部地质复杂多变，隧道经常遇到密集型小溶洞、溶槽，无充填物溶洞或充填型溶洞地基加固的施工问题。

目前处理隧道底部岩溶软弱地基的方法一般有桥梁跨越法和树根桩加固地基法。桥梁跨越法是采用高架桥梁的结构跨越软土地带，但是隧道洞内作业空间有限，隧道初期支护承受较大围岩荷载的情况不宜采用桥梁跨越法大型充填型溶洞，而且施工周期长，对隧道基底地质情况要求较苛刻，施工成本较高。树根桩加固法是一种用压浆方法成桩的小直径灌注桩的加固地基方法，成桩后的形状如“树根”而得名，其所需要的操作空间较小，对原有的地基基础扰动小，适应范围广泛等，对于处理各种软性地基有广泛的应用。

在使用树根桩加固法对喀斯特充填型溶洞地貌的隧道地基进行加固施工时，仍然会遇到一些困难：1、大型充填型溶洞的内部空间巨大，填充了大量软土，当灌注桩穿越溶洞内腔软土时，软土不能给灌注桩侧壁很好的支撑，相当于灌注桩很长一段长度处于悬空状态，无钢筋的灌注桩在没有足够侧壁支撑的状态下，很容易断桩；在灌注桩内设置钢筋笼较没有钢筋笼的灌注桩，可大大提高灌注桩的强度，防止其断桩，特别在高速公路隧道的路面，承载大型载重货车的路段，灌注桩的强度决定了路面的承载能力；而在小于φ300mm的灌注孔中放置钢筋笼，则有因深度过大下放钢筋笼困难，钢筋笼体积小、长度与直径比过大，制作过程费时费工等；2、在喀斯特地貌地下水脉和溶洞高发的地带，钻孔过程中，遇到密集溶洞时，极易发生塌孔，进而将灌注桩反复堵死，清孔十分困难，大大拖延了工期。因而，在喀斯特溶洞地貌的隧道地基进行加固施工一直以来是摆在施工人员面前的棘手问题。

发明内容

本实用新型提供一种大型充填型溶洞地质隧道地基加固结构，可满足大型充填型溶洞地质隧道地基的施工质量和寿命的要求，承载力高，有效地控制岩溶段隧道基底沉陷，灌注桩力学性能好，不易断桩，灌注桩成孔过程中有效控制塌孔堵孔的现象发生；整个地基加固结构有利于隧道山体内水土稳定性保持，不影响自然水系环境。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

大型充填型溶洞地质隧道地基加固结构，在隧道仰拱底部沿隧道长度方向布置多列注浆钢管桩深入地下基岩或深入到一定深度土体中，在隧道底部钢管桩上方铺设级配碎石层，级配碎石层上方浇筑铺设混凝土承台。在钢管桩上方的级配碎石垫层和混凝土形成的承台上方施工隧道仰拱初期支护、仰拱、仰拱回填及排水设施，最后施工隧道路面结构。隧道结构自重及路面上汽车荷载通过承台传导至钢管桩，即避免了发生隧道支护结构和隧道路面塌陷的现象。

所述多列注浆钢管桩，中间若干列的注浆钢管桩垂直向下，隧道中线左右两侧若干列的注浆钢管桩倾斜往两侧向下。向上支撑作用得到极大强化，保持钢管桩顶部的承台不会发生下陷、塌陷，整个钢管桩群不会发生偏移歪斜等现象。