本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法。

背景技術(shù)：

溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結(jié)果，石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。該地質(zhì)現(xiàn)象會影響其周邊圍巖的穩(wěn)定性及力學(xué)分布情況，影響周邊的工程施工質(zhì)量。

在工程施工中，部分施工工藝對圍巖應(yīng)力分布影響較大，碰到無法避免的溶洞，工程結(jié)構(gòu)的不安全及不穩(wěn)定因素增加，施工工藝變得繁雜，整個工程的不確定性及風(fēng)險也在不斷增加。

在施工過程中，溶洞出現(xiàn)在隧道附近的案例屢見不鮮，在仰拱底部出現(xiàn)小型溶洞的情況，也會影響隧道施工的安全性及施工質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題，提供了小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法，其能夠減少不均勻應(yīng)力對隧道沉降收斂的影響，有效控制隧道變形，平衡隧道施工的安全性、經(jīng)濟性、施工速度，保障隧道施工的質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法，所述隧道為巖溶隧道，具體包括以下步驟：

S1，填充隧道仰拱底部的溶洞；溶洞深度＜3m時，采用換填法施工，將干砌片石換填、漿砌片石分別填充在溶洞的下部及上部；溶洞深度3m-10m時，采用注漿加固法施工，注漿材料需用C30水泥砂漿；

S2，在隧道拱部設(shè)置超前支護，環(huán)向開挖弧形導(dǎo)坑，并預(yù)留核心土；開挖循環(huán)進尺量不超過1.5m，其與初期支護鋼架間距配合設(shè)置；開挖后應(yīng)進行進行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護，同時注漿加固，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿與鋼架焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；

S3，開挖左側(cè)中臺階、右側(cè)中臺階，開挖循環(huán)進尺量不超過1.5m，其與初期支護鋼架間距配合設(shè)置；開挖高度為3-3.5m，左右側(cè)臺階錯開2-3m；開挖后應(yīng)進行進行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護，接長鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿、拱腳錨桿及鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；

S4，使用S3步驟中的方法，施工左側(cè)下臺階、右側(cè)下臺階；

S5，上臺階、中臺階及下臺階的位置預(yù)留核心土，各臺階開挖后，施作仰拱初期支護，完成兩個隧道開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度為4-6m。

S6，循環(huán)開挖隧底，開挖進尺量為2-3m，開挖后，施作仰拱初期支護，完成兩個開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度為4-6m。

進一步地，步驟S1中，采用換填法施工時，漿砌片石的規(guī)格為M10。

進一步地，步驟S1中，采用注漿加固法施工時，通過無縫鋼管注入漿液，無縫鋼管深入基巖1m，無縫鋼管之間的距離為1.5m。

進一步地，步驟S2中，預(yù)留核心土長度為3-5m，其寬度為隧道開挖寬度的1/3-1/2。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明提供的小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法，其能夠減少不均勻應(yīng)力對隧道沉降收斂的影響，有效控制隧道變形，保平衡隧道施工的安全性、經(jīng)濟性、施工速度，保障隧道施工的質(zhì)量。

本發(fā)明采用三臺七步法進行隧道掌子面的開挖，保證了在不良地質(zhì)條件下施工的安全，減少了周圍地層的不均勻應(yīng)力與隧道的沉降收斂，同時最大限度的保證了施工的進度，對隧道施工穿越洞體深浚、充填豐滿的大型溶洞具有很高的推廣應(yīng)用價值。

本發(fā)明的施工方法三臺階七步開挖法規(guī)避了側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除臨時支護及受力轉(zhuǎn)換造成不安全的因素，通過縮短臺階長度，確保初期支護盡快閉合成環(huán)，同時仰拱和拱墻襯砌及時跟進，盡早形成穩(wěn)定的支護體系，具有及時調(diào)整閉合時間，方便機械施工，利于施工工序轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢。

本發(fā)明的施工方法施工空間大，方便機械化施工，可以多作業(yè)面平行作業(yè)，部分軟巖或土質(zhì)地段可以采用挖掘機直接開挖，工效較高；方便在地質(zhì)條件發(fā)生變化時，便于靈活、及時地轉(zhuǎn)換施工工序，調(diào)整施工方法；適應(yīng)不同跨度和多種斷面形式，初期支護工序操作便捷；在臺階法開挖的基礎(chǔ)上，預(yù)留核心土，左右錯開開挖，利于開挖工作面穩(wěn)定；當(dāng)圍巖變形較大或突變時，在保證安全和滿足凈空要求的前提下，可盡快調(diào)整閉合時間。

本發(fā)明廣泛適用于在溶洞的特殊地質(zhì)條件的地層，需要快速、安全、有效的通過該地質(zhì)條件的隧道開挖施工，保證施工與隧道的安全。

附圖說明

通過結(jié)合以下附圖所作的詳細描述，本發(fā)明的優(yōu)點將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件如下：

1.小導(dǎo)管；2.無縫鋼管；3.漿砌片石；4.干砌片石；5.弧形導(dǎo)坑；6.左側(cè)中臺階；7.右側(cè)中臺階；8.左側(cè)下臺階；9.右側(cè)下臺階；10-1.上臺階；10-2.中臺階；10-3.下臺階。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法進行詳細說明。

在此記載的實施例為本發(fā)明的特定的具體實施方式，用于說明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明實施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。

本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實施例的各部件的結(jié)構(gòu)，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標(biāo)記用于表示相同的部分。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法，所述隧道為巖溶隧道，并且最大跨度可達18米，具體包括以下步驟：

S1，填充隧道仰拱底部的溶洞；溶洞深度＜3m時，采用換填法施工，將干砌片石換填4、漿砌片石3分別填充在溶洞的下部及上部；溶洞深度3m-10m時，采用注漿加固法施工，注漿材料需用C30水泥砂漿；

具體地，步驟S1中，采用換填法施工時，開挖溶洞下部的溶蝕土質(zhì)，使用干砌片石4填充，然后，再使用規(guī)格為M10的漿砌片石填充溶洞上部1m處。

采用注漿加固法施工時，通過無縫鋼管2注入漿液，鉆孔深入基巖1m左右，鉆孔間距為1.5m，將無縫鋼管2插入在鉆孔中，通過無縫鋼管2注入C30水泥砂漿。

S2，在隧道拱部設(shè)置超前支護，環(huán)向開挖弧形導(dǎo)坑5，并預(yù)留核心土；開挖循環(huán)進尺量不超過1.5m，其與初期支護鋼架間距配合設(shè)置；開挖后應(yīng)進行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護，同時采用小導(dǎo)管1徑向注漿加固，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿與鋼架焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；

具體地，步驟S2中，預(yù)留核心土長度為3-5m，其寬度為隧道開挖寬度的1/3-1/2。

S3，開挖左側(cè)中臺階6、右側(cè)中臺階7，開挖循環(huán)進尺量不超過1.5m，其與初期支護鋼架間距配合設(shè)置；開挖高度為3-3.5m，左右側(cè)臺階錯開2-3m；開挖后應(yīng)進行噴，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支護，接長鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿、拱腳錨桿及鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；

S4，使用S3步驟中的方法，施工左側(cè)下臺階8、右側(cè)下臺階9；

S5，上臺階10-1、中臺階10-2及下臺階10-3的位置預(yù)留核心土，各臺階開挖后，施作仰拱初期支護，完成兩個隧道開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度為4-6m。

S6，循環(huán)開挖隧底11，開挖進尺梁為2-3m，開挖后，施作仰拱初期支護，完成兩個開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度為4-6m。

本發(fā)明所述的隧道開挖方法具有以下特點：

（1）隧道施工空間大，可以多工種平行作業(yè)，提高工作效率；

（2）可適用于不同跨度、多種斷面形式，初期支護工序操作便捷；

（3）隧道開挖施工靈活，開挖工作面穩(wěn)定。

本發(fā)明提供的小型溶洞位于開挖隧道仰拱底時隧道開挖與溶洞處理方法，其能夠減少不均勻應(yīng)力對隧道沉降收斂的影響，有效控制隧道變形，平衡隧道施工的安全性、經(jīng)濟性、施工速度，保障隧道施工的質(zhì)量。

本發(fā)明不局限于上述實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。