[实用新型]用于隧道拱顶狭长无填充型岩溶的处治结构

说明书

本实用新型属于卡斯特地区隧道工程岩溶处治技术领域，具体涉及一种用于隧道拱顶狭长无填充型岩溶的处治结构。本实用新型包括多个型钢拱架和多个第一锚杆，所述多个型钢拱架沿隧道中心线进行设置，还包括钢板，所述钢板的底部固定连接于型钢拱架的顶部，所述第一锚杆的一端与钢板固定连接，第一锚杆的另一端用于与岩溶固定连接后，所述钢板的顶部与岩溶之间形成有填充腔，所述填充腔包括泡沫轻质土填充腔和砂填充腔，所述砂填充腔设置于泡沫轻质土填充腔的上部，所述泡沫轻质土填充腔设置于钢板的上部。本实用新型一方面具有稳定的支护性，另一方面本结构能够实现对岩溶的快速处治。

技术领域

本实用新型属于卡斯特地区隧道工程岩溶处治技术领域，具体涉及一种用于隧道拱顶狭长无填充型岩溶的处治结构。

背景技术

岩溶作为卡斯特地区最常见的不良地质之一，常见于岩溶地区的公路、铁路等隧道工程建设过程中。岩溶按有、无填充物一般可划分为：填充型岩溶、半填充型岩溶和无填充型岩溶。所述填充型岩溶中还包括狭长无填充型岩溶，所述狭长无填充型岩溶为狭长带状发育的上窄下宽无填充物(包括岩溶水、第四系松散物等)的岩溶，狭长无填充型岩溶多沿可溶岩层面、深长结构面或地层接触带等部位发育，其主要发育于隧道的拱顶部位。

目前，国内、外隧道工程岩溶处治根据岩溶在隧道中发育的位置及填充情况，采取不同的处治方法。如：对于隧道拱顶及拱腰以上发育的小型溶洞(深度小于2m)，采用锚杆+混凝土处理；对于拱腰以上发育的大型无充填物(或填充物可清除)的溶洞，采用型钢拱架+钢筋混凝土护拱+锚杆+回填混凝土+吹砂回填等进行处治。

对于发育在隧道拱腰以上的无填充型岩溶，当采用“型钢拱架+钢筋混凝土护拱+锚杆+回填混凝土+吹砂回填”的处治结构时，主要存在以下问题：

①、采用混凝土(一般采用C20以上强度混凝土)回填时，混凝土密度大。当回填对象为大型溶洞时，混凝土体积大、重力大，对于下宽上窄型岩溶，回填混凝土在自重作用下可能发生脱落，从而压垮初支，存在工程安全风险；且大型溶洞处治，需要的混凝土方量较大，处治费用较高，不经济；

②、回填混凝土的强度较高，但弹性模量较大，吸收和分散冲击荷载的能力偏弱。若溶洞内有大的掉块，可能会导致岩溶处治结构失效，影响隧道支护结构的安全；

③、封闭洞口的护拱多采用钢筋混凝土结构，具体有：采用双层钢筋网喷射混凝土，护拱时要求其两侧嵌入岩石内一定深度(一般不小于50cm)，并设置锁脚锚杆，待护拱混凝土强度达到一定强度后(一般达到75％)方可泵送混凝土回填。以上实施过程需要现场刻槽以满足两端嵌入岩石深度的要求，需加工、制作及固定钢筋网片等，喷射混凝土需满足一定强度后，方可进行锁口锚杆和回填施工，本结构处治时间一般较长，不能达到对岩溶及时处治的目的，现场作业安全风险较大；此外，喷射混凝土会造成洞内粉尘增加，恶化作业环境，不利于操作人员的职业健康，不利于环境保护的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供了一种用于隧道拱顶狭长无填充型岩溶的处治结构，本结构一方面具有稳定的支护性，另一方面本结构能够实现对岩溶的快速处治。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：用于隧道拱顶狭长无填充型岩溶的处治结构包括多个型钢拱架和多个第一锚杆，所述多个型钢拱架沿隧道中心线进行设置，还包括钢板，所述钢板的底部固定连接于型钢拱架的顶部，所述第一锚杆的一端与钢板固定连接，第一锚杆的另一端用于与岩溶固定连接后，所述钢板的顶部与岩溶之间形成有填充腔，所述填充腔包括泡沫轻质土填充腔和砂填充腔，所述砂填充腔设置于泡沫轻质土填充腔的上部，所述泡沫轻质土填充腔设置于钢板的上部。

进一步地，所述钢板上设置有第一通道，所述第一通道的一端与填充腔连通，第一通道的另一端设置有封堵部，所述第一通道用于安装泵送管，当泡沫轻质土填充于泡沫轻质土填充腔，且砂填充于砂填充腔后，所述封堵部为封堵状态。