一种穿越岩溶空腔的隧道结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种穿越岩溶空腔的隧道结构，属于隧道工程技术领域。


背景技术：

2.随着我国经济的迅速发展，以铁路和公路为代表的基建工程也在日新月异地发展，地下工程的数量快速增加，所面临的特殊地质条件也越来越复杂，特别是岩溶地质条件。我国岩溶地质覆盖面积大，西南地区是岩溶的富集区，地质条件复杂，地质灾害问题尤为突出，近年来，随着西部大开发战略的不断推进和城市地铁的快速发展，岩溶地区工程项目大增，遇到的复杂岩溶地质灾害也更为频繁，施工技术要求也在不断的提高。岩溶隧道施工主要面临的地质灾害为岩溶及其所带来的附加影响，由于岩溶所造成的地下工程事故频发，给工程施工安全带来了严重威胁，对岩溶的处理也大大增加了工程投资。
3.岩溶空腔的形成，是长时间由于地下水流动或者地表水的下渗致使可容岩不断的溶解、剥落、坍塌所致，隧道施工揭示的岩溶空腔的洞壁稳定性和岩层的产状、倾角密切相关，一般岩溶空腔顶部的稳定性较差，而边壁的稳定较好。隧道遇到穿越溶洞、溶腔的情况，通常采用回填注浆、桥梁跨越等方法处理，回填注浆采用碎石、土体及混凝土填充，常用于处理小型溶洞、溶腔；大型溶洞、溶腔空间较大，且存在地下水，为避免大量回填及便于排水，通常采用桥梁进行跨越，但大型岩溶空腔由于其跨度大、空间高，桥梁施工难度较大、投资高。因此，隧道穿越岩溶空腔的现有技术仍有一定的工程局限性，适用范围较窄，有待进一步提高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种穿越岩溶空腔的隧道结构，以适应不同大小岩溶空腔的施工，具有隧道稳定性好，施工方便的特点，以克服现有技术施工难度大、投资高的不足。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.本实用新型的一种穿越岩溶空腔的隧道结构，包括在位于地下的岩溶空腔内设置的穿越岩溶空腔的隧道；在岩溶空腔内设有底板，隧道设在底板上，底板底部设有一组支撑桩；支撑桩向下贯穿岩溶空腔底部的堆积物嵌入堆积物下部的稳定基岩；隧道两侧设有护墙；隧道顶面两护墙之间设有防护层；防护层顶部设有缓冲层；护墙内设有倾斜设置的一组排水管，排水管一端位于缓冲层底部，排水管另一端位于护墙外侧。
7.前述穿越岩溶空腔的隧道结构中，所述底板和支撑桩为钢筋混凝土一次浇筑成型的整体结构；混凝土强度不低于c30，支撑桩为桩径1～1.5m的圆柱桩；一组支撑桩按行列方式排列；支撑桩与支撑桩之间的间距为3～6m；支撑桩下端嵌入稳定基岩深度不小于2m。
8.前述穿越岩溶空腔的隧道结构中，所述底板厚度1～2m，隧道的洞身衬砌设在底板顶面。
9.前述穿越岩溶空腔的隧道结构中，所述隧道5两侧的护墙为c20混凝土结构，护墙
的截面形状为直角梯形，护墙内侧直立，护墙外侧坡率为1：0.2，护墙顶部宽度不小于1.5m，护墙顶面高出缓冲层约1m。
10.前述穿越岩溶空腔的隧道结构中，所述隧道上部设置防护层，防护层为c20混凝土结构，防护层厚度1m。
11.前述穿越岩溶空腔的隧道结构中，所述防护层顶面的缓冲层，缓冲层为厚度1～1.5m的粗砂层。
12.前述穿越岩溶空腔的隧道结构中，所述排水管为管径100mm的pvc管，排水管管口包有土工布；一组排水管沿隧道长度方向按间距3～5m设置，排水管进水口位于缓冲层底部，排水管出水口低于进水口并从护墙外侧倾斜伸出。
13.由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有以下益效果：
14.1、隧道底部设有底板和基础支撑桩，支撑桩深入岩溶空腔底部基岩一定深度，可以保证上部结构的整体稳定，通过调整支撑桩的排数和间距，可以适应岩溶空腔不同的跨度，通过调整支撑桩的长度，可以适应隧道穿越岩溶空腔不同的临底高度。
15.2、在隧道两侧设有护墙，护墙与隧洞衬砌形成整体结构，对隧洞衬砌结构进行保护的同时，增加了隧道的稳定性。
16.3、在隧道顶部设有防护层和缓冲层，避免隧道顶部岩溶空腔围岩局部破坏产生落石对隧道衬砌产生破坏。
17.4、在护墙内部预留排水管，排水管可将隧道上部缓冲层内由岩溶空腔顶部渗水汇入的积水排出，降低隧道的外水压力，有利于隧道结构安全。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图。
19.图中标记如下：1
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岩溶空腔、2
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隧道、3
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支撑桩、4
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底板、5
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隧道、6
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护墙、7
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防护层、8
‑
缓冲层、9
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排水管、10
‑
稳定基岩。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
21.本实用新型的一种穿越岩溶空腔的隧道结构，如图1所示，包括在位于地下的岩溶空腔1内设置的穿越岩溶空腔1的隧道5；在制作隧道5时，先在岩溶空腔1内设置底板4，将隧道5设在底板4上，底板4底部设有一组支撑桩3；支撑桩3向下贯穿岩溶空腔1底部的堆积物2嵌入堆积物2下部的稳定基岩10；隧道5两侧设有护墙6；隧道5顶面两护墙6之间设有防护层7；防护层7顶部设有缓冲层8；护墙6内设有倾斜设置的一组排水管9，排水管9一端位于缓冲层8底部，排水管9另一端位于护墙6外侧。底板4和支撑桩3为钢筋混凝土一次浇筑成型的整体结构；混凝土强度不低于c30，支撑桩3为桩径1～1.5m的圆柱桩；一组支撑桩3按行列方式排列；支撑桩3与支撑桩3之间的间距为3～6m；支撑桩3下端嵌入稳定基岩10深度不小于2m。底板4厚度1～2m，隧道5的洞身衬砌设在底板4顶面。隧道5两侧的护墙6为c20混凝土结构，护墙6的截面形状为直角梯形，护墙6内侧直立，护墙6外侧坡率为1：0.2，护墙6顶部宽度不小于1.5m，护墙6顶面高出缓冲层8约1m。隧道5上部设置防护层7，防护层7为c20混凝土结
构，防护层7厚度1m。防护层7顶面为缓冲层8，缓冲层8为厚度1～1.5m的粗砂层。排水管9为管径100mm的pvc管，排水管9管口包有土工布；一组排水管9沿隧道5长度方向按间距3～5m设置，排水管9进水口位于缓冲层8底部，排水管9出水口低于进水口并从护墙6外侧倾斜伸出。
22.具体实施时，如图1所示，包括支撑桩3、底板4、隧道5、护墙6、防护层7、缓冲层8、排水管9等主要部件。
23.岩溶空腔1底部一般存在一定厚度的堆积物2，根据隧道5的空间布置情况，在隧道5底部设置支撑桩3和底板4，支撑桩3与底板4的结构钢筋连接在一起，形成整体结构。支撑桩3采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，混凝土强度不低于c30，支撑桩采用圆桩以方便机械施工，桩径1～1.5m，桩与桩的横向及纵向间、排距3～6m，支撑桩3底部嵌入堆积物2下部稳定基岩深度不小于2m以保证结构稳定。
24.隧道5的洞身衬砌布置于底板4上面，底板4采用钢筋混凝土结构，混凝土强度不低于c25，底板厚度1～2m，底板4根据隧洞5结构横缝布置情况相应设置横缝，横缝位置应错开支撑桩的位置。
25.隧道5两侧设置c20混凝土护墙6防护，护墙6形状采用直角梯形，外墙坡率1：0.2，内墙直立，顶部宽度不小于1.5m，护墙6需高出缓冲层8约1m的高度，护墙6的横缝设置位置与底板5横缝的位置保持一致。
26.隧道5洞身的上部设置防护层7，防护层7采用c20混凝土，厚度1m，并在防护层上部设置缓冲层8，缓冲层8采用粗砂，厚度1～1.5m，避免岩溶空腔1上部落石破坏隧道5。
27.护墙6预留排水管9，排水管9接入缓冲层8底部，并向外部倾斜，可将缓冲层8内由岩溶空腔1顶部渗水汇入的积水排出。排水管9采用pvc管，管径100mm，间距3～5m，孔口外包土工布，避免堵塞失效。
28.本实用新型主要解决了大型岩溶空腔跨度大、空间高的特点导致隧道穿越施工时施工难度大、投资高的问题。本实用新型提供的穿越岩溶空腔的隧道结构，在隧道底部设有底板和基础支撑桩，支撑桩深入岩溶空腔底部基岩一定深度，保证上部结构的整体稳定；在隧道两侧设有护墙，与隧洞衬砌形成整体结构，对隧洞衬砌结构进行保护；在隧道顶部设有防护层和缓冲层，避免隧道顶部岩溶空腔围岩局部破坏产生落石对隧道衬砌产生破坏；同时在护墙内部预留排水管，排水管可将隧道上部的积水排出，降低隧道的外水压力，有利于隧道结构安全。