一種巖溶隧道復合型支護結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種隧道施工支護結構，尤其涉及一種巖溶隧道施工中的支護結構。
【背景技術】
[0002]巖溶是指可溶性巖層受到地表水或者地下水的化學侵蝕、崩解作用和機械破壞、搬運以及沉積等的作用產生的地表陷穴、洼地、地下洞穴等各種溶蝕現(xiàn)象。據統(tǒng)計巖溶地貌在我國山區(qū)分布廣泛。
[0003]隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展以及公路網的不斷完善，高速公路修建過程中橋隧比不斷增大，尤其是隧道的修建規(guī)模更是迅猛，因此不可避免的會有大量的巖溶隧道需要修建，在河南省三門峽至淅j 11高速公路建設過程中，巖溶引起的隧道建設安全問題一直是困擾技術人員的難題。當隧道在修建過程中穿過可溶性的巖層時，溶洞周圍的巖質破碎，容易造成圍巖的失穩(wěn)，進而引起坍塌。溶洞位于隧道底部時，充填物松軟且深，使隧道基底難于處理。有的填滿飽含水分的充填物溶槽，當隧道掘金至其邊緣時，含水的充填物就會不斷地涌入隧道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉(有的甚至產生地陷等災害)；有的和暗河相連，巖溶水或者泥沙夾水大量涌入隧道，進而引發(fā)突泥涌水等災害，危害極大。巖溶對隧道工程的影響，主要是巖溶水、巖溶洞穴及其充填物等在隧道施工過程中造成的涌水突泥、大變形及坍塌、頂板溶洞充填物陷落冒頂及底板塌陷和對地表地下水的影響，做好巖溶隧道施工過程中的支護措施，無論是對于隧道施工過程還是建成后的運營都具有不可言喻的意義。
[0004]目前，我國在巖溶隧道施工支護方面有一定的研宄成果，例如提出了超前管棚注漿等技術措施，取得了一定的成效，但是這種技術措施無論在成本控制還是在現(xiàn)場實施方面都具有一定的局限性，對于富水溶腔其適用性也有待進一步探宄，總而言之，目前我國在巖溶隧道的施工支護方面還有待于進一步完善。
【實用新型內容】
[0005]為了進一步解決【背景技術】中存在的不足，本實用新型提供一種巖溶隧道施工支護結構，進一步完善巖溶隧道施工支護存在的不足。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種巖溶隧道施工支護結構，其特征在于包括隧道圍巖、巖溶腔、注漿錨桿、緩沖層、鋼拱架、防水層，模鑄混凝土襯砌。巖溶腔位于隧道圍巖中，位置不是固定的，可能位于隧道上方可能位于隧道左右兩側，巖溶腔對隧道施工造成一定的威脅；注漿錨桿采用自進式注漿錨桿，能夠實現(xiàn)對隧道巖溶腔的注漿加固，形成注漿加固圈，提高承載能力；緩沖層能夠對巨大的圍巖壓力進行緩沖作用，巖溶區(qū)隧道不可避免的會存在空洞現(xiàn)象，設置緩沖層還能夠防止空洞掉塊現(xiàn)場對混凝土襯砌造成沖擊破壞；防水層具有良好的防水作用，與隧道的防排水系統(tǒng)一體化，確保圍巖水能夠順利排出；鋼拱架和模鑄混凝土襯砌形成剛性支護，抵抗緩沖層緩沖后的圍巖壓力，保證隧道安全。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0008]本實用新型包含注漿錨桿和緩沖層，注漿錨桿沿隧道全斷面布置，能夠對隧道周圍圍巖實現(xiàn)注漿加固，無論是巖溶腔位于隧道的什么位置，只要是在影響隧道穩(wěn)定范圍之內，均能夠通過注漿錨桿進行注漿回填；另外注漿錨桿是中空的，設置注漿錨桿還能夠對富水溶腔進行放水，減小水壓力帶來的影響，然后進行注漿回填，其注漿效果更佳；本實用新型設置的緩沖層具有緩沖作用，一方面能夠緩沖圍巖對襯砌作用的巨大的圍巖壓力，另一方面能夠緩沖巖溶腔可能由于掉塊作用的沖擊荷載，從而對襯砌形成保護作用。
[0009]本實用新型設置有防水層，具有防水作用，排水系統(tǒng)按照常規(guī)方法施作，確保做好巖溶區(qū)隧道的防排水工作，在緩沖層和襯砌混凝土設置鋼拱架，鋼拱架和襯砌混凝土共同形成剛性支護，提供重要的承載作用，其中鋼拱架可采用工字鋼，襯砌混凝土采用整體一次澆筑成型的方法實施。
[0010]本實用新型結構簡單實，實施方便，并且適應范圍廣，并不針對于某一特定巖溶隧道，通過注漿錨桿的注漿能夠加固圍巖和回填溶腔，施工安全性更高，本實用新型具有較好的應用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1本實用新型示意圖
[0012]其中:1_隧道圍巖，2-巖溶腔，3-溶腔回填物，4-注漿錨桿，5-緩沖層，6-鋼拱架，7-防水層，8- 二次襯砌。
【具體實施方式】
[0013]為了進一步解釋本實用新型，下面結合附圖進行進一步說明:
[0014]參見圖1，一種巖溶隧道復合型支護結構包括隧道圍巖(1)、巖溶腔(2)、溶腔回填物(3)、注漿錨桿(4)、緩沖層(5)、鋼拱架(6)、防水層(7)、二次襯砌(8)。巖溶腔(2)具有不固定性，可能存在于隧道圍巖(I)的任何位置，注漿錨桿(4)沿隧道周邊設置，盡量實現(xiàn)對巖溶腔(2)的注漿回填，并且是巖溶腔(2)中的溶腔回填物(3)盡量回填密實。
[0015]緩沖層(5)設置在隧道圍巖(I)和二次襯砌(8)之間，起到緩沖作用，一方面緩沖巨大的圍巖壓力，另一方面緩沖溶腔掉塊形成的沖擊力，本實用新型還設置有鋼拱架(6)和二次襯砌(8)，兩者作為剛性支護結構，提供主要的承載力。
[0016]本實用新型的具體實施步驟:
[0017]步驟一:通過超前地質預報的方式確定隧道通過巖溶區(qū)，確定采用本實用新型的一種巖溶隧道的支護結構；
[0018]步驟二:隧道圍巖(I)開挖后，搭設臨時的防護架，臨時防護架施工完成以后，進行隧道襯砌外圍桁架保護架基礎和隧道地基處理的施工作業(yè)；
[0019]步驟三:施作緩沖層(5)，可采用噴射混凝土的方法進行；
[0020]步驟四:施作注漿錨桿(4)，并對隧道圍巖(I)和巖溶腔(2)進行注漿加固回填，確保巖溶腔(2)盡量回填密實；
[0021]步驟五:架設鋼拱架(6)，表面可噴射混凝土整平，然后施作防水層(7)，防水層表面敷設一層土工布表面施工二次襯砌(8)的對其造成破壞；
[0022]步驟六:完成后整體澆筑二次混凝土襯砌，所有步驟作為一個大循環(huán)，按照循環(huán)施工即可。
[0023]需要注意的是，巖溶隧道施工具有很大的難度，開挖過程臨時支護措施應采取得當，永久支護措施也應合理，注漿時盡量保證巖溶腔回填密實；此外在施工過程中要加強監(jiān)控量測，及時反饋信息，根據監(jiān)測結果對支護措施進行更進一步優(yōu)化。
【主權項】
1.一種巖溶隧道復合型支護結構，其特征在于，包括隧道圍巖(I)、巖溶腔(2)、溶腔回填物(3 )、注漿錨桿(4 )、緩沖層(5 )、鋼拱架(6 )、防水層(7 )和二次襯砌(8 );所述隧道圍巖(I)從內向外依次設置有緩沖層(5 )、鋼拱架(6 )、防水層(7 )和二次襯砌(8 );所述的隧道圍巖(I)中分布有巖溶腔(2)、巖溶腔(2)通過注漿錨桿(4)回填溶腔回填物(3)。
2.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道復合型支護結構，其特征在于，所述巖溶腔(2)通過注漿錨桿(4)實現(xiàn)注漿，所述的溶腔回填物(3)采用的是水泥一水玻璃混合漿液。
3.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道復合型支護結構，其特征在于，所述注漿錨桿(4 )是中空的，并且桿體帶有注漿孔。
4.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道復合型支護結構，其特征在于，所述緩沖層(5)采用的是C20噴射混凝土。
5.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道復合型支護結構，其特征在于，所述二次襯砌(8)采用素混凝土整體澆筑。
【專利摘要】本實用新型涉及一種隧道支護結構，具體涉及一種巖溶隧道施工支護結構，包括存在于隧道圍巖的巖溶腔，通過注漿錨桿向巖溶腔中注入的溶腔回填物，此外設置有緩沖層，能夠緩沖掉塊沖擊力和圍巖壓力，還設置有鋼拱架和二次襯砌作為剛性支護，二次襯砌和緩沖層之間設置有放水層，保障隧道的防水效果。與傳統(tǒng)的支護結構相比，本實用新型設置有注漿錨桿能夠對巖溶腔實現(xiàn)回填，設置有緩沖層，緩沖掉塊沖擊力和圍巖壓力，設置的鋼拱架和二次襯砌提供有效的剛性支護。
【IPC分類】E21D11-00, E21D21-00
【公開號】CN204371354
【申請?zhí)枴緾N201420783205
【發(fā)明人】張毅, 王琪, 張玉偉, 蒙江濤
【申請人】王琪
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月14日