[发明专利]一种大断面岩溶隧道双侧壁导坑预留核心土施工方法

摘要

本发明提供了一种适用于有填充物的溶洞、地质不良、易发生坍塌Ⅲ~Ⅳ类岩石地段的大断面岩溶隧道双侧壁导坑预留核心土施工方法，其步骤包括在岩溶充填区布设超前小导管注浆，采用上下台阶法开挖左导坑、右导坑和中导坑，上台阶与下台阶纵向距离为3~5m，上台阶进尺3米时，开挖下台阶；左导坑完成至少2倍于开挖跨度时开挖右导坑，右导坑下台阶完成至少20m时开挖中导坑；左导坑、右导坑及中导坑的开挖按照向岩体初喷混凝土、钢架支护、中空锚杆注浆和复喷混凝土。本发明采取正台阶小开挖方法，减少对隧道溶洞区充填物的扰动，隧道大断面分解成小断面，减少开挖跨度，降低开挖高度，分部开挖，分块支护，步步封闭，减少了对溶洞围岩的扰动，防止大面积坍塌，安全性高，围岩受力得到保护。

主权项

一种大断面岩溶隧道双侧壁导坑预留核心土施工方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤一：在岩溶充填区布设超前小导管（1）注浆；所述超前小导管（1）为热轧无缝钢管，外径42mm，厚3.5mm，长4500mm，钢管前端设置有尖锥头（2），中部设置有注浆孔（3），尾部设置有止浆段（4），止浆段（4）的尾部设置有箍筋（5）；所述止浆孔（3）的孔径为10mm，间距为15mm；所述超前小导管（1）与掌子面垂直布设，并与导坑侧壁成25~45°夹角，两个超前小导管（1）的竖向间距不大于50cm；所述超前小导管（1）的布设采用风钻钻孔、机械钻孔或洛阳铲成孔后顶入，钻孔孔径56mm，超前小导管（1）顶入长度不小于其自身长度的90%；所述注浆的注浆材料为水泥水单液浆，注浆压力为0.5～1.0MPa，注浆扩散半径不小于40cm，水泥与水的体积比为1:1，速凝剂掺量为2～2.5%体积百分比，水泥使用早强PR42.5水泥；步骤二：采用上下台阶法开挖左导坑、右导坑和中导坑，上台阶与下台阶纵向距离为3~5m，上台阶进尺3米时，开挖下台阶；左导坑完成至少2倍于开挖跨度时开挖右导坑，右导坑下台阶完成至少20m时开挖中导坑；左导坑、右导坑及中导坑的开挖按照下述步骤分进程依次循环直至开挖完成，单循环进尺0.75~1.0米：步骤二a：向岩体初喷混凝土，所述混凝土为钢纤维C25混凝土，喷射厚度5~8cm；所述混凝土喷射分段施工，喷射混凝土预留宽度为200～300mm的斜面，斜面上用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土；所述混凝土喷射自下而上施工，先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土，边墙喷混凝土从墙脚开始向上喷射；所述一次喷射混凝土的厚度，边墙为7~10cm，拱部为5~6cm，保持喷层厚度均匀，顶部喷射时，两次喷射的间隔时间为2~4 h；所述喷射混凝土的风压，边墙为0.3～0.5MPa，拱部为0.4～0.65MPa；所述喷射混凝土的喷射角度为70°～90°，喷嘴与受喷面间距为1.5～2.0m，喷射动作为环形且一圈压半圈喷射，环形横向40～60cm，高15～20cm；所述喷射混凝土的过程中控制混凝土的回弹率侧壁不大于15%，拱部不大于25%；所述喷射混凝土在喷射侧壁下部时，先清理上半断面喷射时的回弹物；步骤二b：钢架支护，所述钢架为Ⅰ20b工字钢钢架，环向支撑加强支护，间距为0.5米，每两榀钢架之间设Φ25mm纵向钢筋连接，环向间距为1m；所述钢架在掌子面以螺栓连接，钢架每侧安设2~3根锁脚锚管，所述锁脚锚管为长4~5m的Φ42钢花管；所述钢架在施做二次衬砌前拆除；步骤二c：中空锚杆注浆，采用风动凿岩机成孔，孔径42mm，钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷混凝土表面；锚杆孔比杆径大15 mm；成孔后采用高压风清孔；所述中空锚杆为法向Φ25mm中空注浆锚杆；所述注浆的注浆料采用纯水泥浆，水灰比为1:1；所述中空锚杆的中孔为注浆料灌入孔，所述中空锚杆的上仰孔设置止浆塞和排气孔；步骤二d：复喷混凝土，所述混凝土为钢纤维C25混凝土，喷射12~15cm；所述复喷混凝土的操作步骤与初喷混凝土的操作步骤相同。