[发明专利]一种高速铁路双线隧道穿过垂直涌泥溶洞时的施工方法

说明书

本发明涉及一种高速铁路双线隧道穿过垂直涌泥溶洞时的施工方法。本专利的加固体系在溶洞处隧道的顶部通过护拱、混凝土层、柔性缓冲层和防护层的结构，可以解决顶部不再往下灌泥、防水等问题，在隧道底部通过锚索、圈梁和基础垫层的结构可以解决底部不再往上涌泥的问题，在中部通过架设“三拱桥”、拱桥下增加承重竖墙的措施，确保拱桥稳定，并在桥上安全铺设无砟轨道，使铁路安全穿越涌泥溶洞。

技术领域

本发明涉及隧道塌陷处施工的技术领域，尤其是涉及一种高速铁路双线隧道穿过垂直涌泥溶洞时的施工方法。

背景技术

隧道在修建时常常会穿越岩溶地质，由于岩溶形态特征主要有溶沟、地下暗河、溶洞等，在修建隧道时，很容易出现涌水或突泥引起的地面塌陷和地表沉降等，比如隧道洞顶处就时常会出现地表塌陷而形成坑洞，传统的做法是将涌出的填充物全部清理干净,在拱部施作护拱，充填厚河砂，用作缓冲层；在隧道底部溶腔施作钻孔灌注桩、打设桥台，现浇预制简支梁，简支梁上施作无砟轨道。对于倾角大于60°的溶洞，称之为大倾角溶洞或者垂直溶洞。

但是由于溶洞顶部存在掉块、雨期沿裂隙存在渗漏水问题，填砂抗缓冲能力有限，且易积水；在隧道底部，因溶腔外部均为灰岩，非爆破开挖十分困难，爆破开挖既对岩石造成损伤，易出现塌方险情；又扰动溶腔产生涌泥，造成安全隐患。采用桩基、承台、简支梁桥施工的工期较长，尤其是桩基深度太大，超过70米，在隧道内施工难度非常大，而且在隧道内施工完成的桩基、承台、简支梁，其沉降、收敛观测时间长，难以满足工期需要。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种高速铁路双线隧道穿过垂直涌泥溶洞时的加固体系及施工方法。

加固体系具体的是：

在隧道正洞穿过溶洞处的顶部自下往上依次修建有护拱、混凝土层、柔性缓冲层和防护层；

在隧道正洞穿过溶洞处的底部修建有拱桥，拱桥的上方填充有混凝土材料的填充层，在拱桥的两侧预留形成有2个拱形门洞，在填充层的上方浇筑有钢筋混凝土材料的底板；拱桥下方的基坑的底部设置有基础垫层；拱桥与基础垫层之间修建有承重竖墙。

为了使溶洞内的落石、涌水排出，同时为了施工方便和后期检修溶洞的顶部（防护层以上的部分）及基坑，在上述结构的基础上，加固体系还包括一条与隧道正洞平行的泄水洞，在竖直方向，所述泄水洞的底面高度低于底板的高度，这种设计有利于隧道内的落石、涌水排出。同时，在隧道正洞与泄水洞之间修建有横通道；

在泄水洞与隧道正洞穿过溶洞处的底部之间修建有施工横通道，施工横通道在基坑处的位于承重竖墙的两侧；

在横通道与防护层的上部之间修建迂回通道；所述迂回通道在防护层的上部的开口的底部边缘与防护层的底边重合或者略低于防护层的底边，目的是为了防护层上部的落石和涌水流出。

所述基础垫层包括圈梁、中间梁和垫层，所述基础垫层的高度的1/2处设置有若干根深入溶洞壁的锚索；所述承重竖墙设置在中间梁上。

一种高速铁路双线隧道穿过垂直涌泥溶洞时的施工方法，具体步骤如下：

（一）修建隧道顶部防护结构

在隧道正洞穿过溶洞处的顶部修建护拱，之后在护拱的顶部充填素混凝土形成混凝土层；在混凝土层的上部堆码沙袋，作为柔性缓冲层；最后，在柔性缓冲层的顶部浇筑钢筋混凝土形成防护层；

隧道顶部防护结构为隧道在溶洞处提供足够的支撑力的前提下，可以有效缓冲落石冲击力，又可以自动排水。

（二）修建基坑

在隧道正洞穿过溶洞处的底部进行基坑的开挖；

基坑开挖完成后，在基坑底部的四周的溶洞壁上打入锚索进行固定，一条锚索的自由端与另一条打入对侧溶洞壁的锚索的自由端使用卡扣锁紧；