一种隧道溶洞处理方法与流程

本发明涉及一种隧道溶洞处理方法，属于隧道施工。

背景技术：

1、岩溶地区溶洞、溶蚀裂隙、溶蚀破碎带发育，岩溶发育又具隐蔽性、复杂多变性、极不均匀性，存在未揭示、难以预知的地下隐伏岩溶形态。溶洞及破碎带位于隧道结构底板及以下一定深度时，将使地基承载力降低甚至丧失，或溶洞顶板较薄导致隧道施工存在安全隐患；溶洞及破碎带位于坑壁时，易发生坑壁塌方失稳等。

2、公开号为cn111119938a的中国专利文献，公开了一种隧道上部溶洞的处理方法，包括以下步骤：隧道掌子面的上部通过溶洞底部之后，清理溶洞内部；在溶洞与地表连通的一侧浇筑混凝土挡墙；对隧道进行外层护拱和初期支护施工；在所述外层护拱之外填充混凝土缓冲层；在所述混凝土缓冲层之上沉积砂质缓冲层。通过浇筑混凝土挡墙、安装泄水管引流、护拱施工、初期支护施工、混凝土和砂粒回填施工等步骤，溶洞回填、引排水和隧道支护进行了有效的结合，能够抵御溶洞掉块坍塌的冲击荷载和突泥涌水灾害的影响，施工效率高，能够保证隧道结构的安全稳定。

3、但是，采用该隧道上部溶洞处理方法，当隧道开挖面的上部通过溶洞底部时，容易出现溶洞内部填充物塌落引起地表沉陷的安全风险。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种隧道溶洞处理方法。

2、本发明通过以下技术方案得以实现：

3、一种隧道溶洞处理方法，包括以下步骤：

4、步骤一、隧道施工进入岩溶发育段后，在开挖前先通过综合超前地质预报探测出露于隧道的溶洞位置；

5、步骤二、根据步骤一探测的溶洞位置，对出露于起拱线以上的溶洞a进行超前预支护，隧道开挖后向溶洞a内注入混凝土将其填充密实；

6、步骤三、根据步骤一探测的溶洞位置，对出露于起拱线以下的溶洞b采用混凝土进行回填。

7、所述步骤一中通过综合超前地质预报探测溶洞位置的方法包括以下步骤：

8、a、采用弹性波反射法对掌子面前方30m～100m范围内的地质构造带的位置、规模、性质作预报，预测岩体的完整性及溶洞发育情况；

9、b、采用地质雷达和红外探测对掌子面前方30m范围内的溶洞形态、充填物性质进行预报；

10、c、在掌子面上超前钻水平探测孔，对步骤a和步骤b中所探测到的溶洞位置进行验证。

11、所述步骤c中在掌子面上布设三个以上的水平探测孔并取岩芯，所有水平探测孔在掌子面上沿隧道开挖线环向布置，并靠近隧道开挖线；水平探测孔长度为30m～50m，相邻循环进尺水平探测孔的搭接长度不小于5m。

12、当所述步骤a或步骤b探测到未开挖段中靠近掌子面的位置在仰拱下方或者拱顶上方存在溶洞时，步骤c中对应在掌子面钻底板斜向探孔、拱顶斜向探孔验证溶洞位置。

13、所述步骤二中采用注浆小导管至少提前榀钢拱架对溶洞a进行超前预支护，每榀钢拱架施作一环，且前后排钢拱架错开施工；溶洞a内的注浆小导管每两榀施作一环。

14、所述注浆小导管之间的环向间距为0.3m，长度为3m～5m，外插角为5°～7°。

15、所述步骤二中隧道开挖后，在钢拱架支护过程中对应在溶洞a处预埋径向注浆管，径向注浆管之间的间距为1.5m，并呈梅花形布置，钢拱架支护完成后，向溶洞a内注入c20混凝土将其填充密实。

16、所述溶洞a正对的钢拱架之间的间距不大于0.5m。

17、所述步骤三中对出露于隧道两侧的溶洞b，在隧道边墙初支施工前，先将该溶洞b清理干净，然后采用c20混凝土进行回填；

18、对出露于仰拱下方的溶洞b，在仰拱初支施工前，先将该溶洞b清理干净后，然后采用c20混凝土进行回填；

19、溶洞b的深度不大于3m。

20、对于隧道浅埋地段及侧穿既有构筑物地段的拱部溶洞，除采用吹砂回填或c20混凝土回填拱部溶洞外，须另行预埋注浆管，待初期支护封闭成环后，对拱部溶洞进行注浆回填密实；

21、对于拱腰以上无填充的溶洞，提前向溶洞中压注混凝土或水泥浆，将溶洞填充密实。

22、本发明的有益效果在于：

23、1、先通过综合超前地质预报探测确定出露于隧道的溶洞的准确位置，便于针对不同溶洞采取不同的有效处置措施。

24、2、一方面，通过超前预支护对溶洞a内的填充物进行支撑，防止溶洞a内的填充物塌落引起地表沉陷；另一方面，通过超前预支护，防止填充物等掉落到隧道中，确保隧道开挖和施工安全，安全风险低。

25、3、根据溶洞相对于隧道开挖面的位置，对溶洞采取相应的有效处置措施，溶洞处理快速、可靠，大大降低了隧道施工的安全风险。

技术特征：

1.一种隧道溶洞处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述步骤一中通过综合超前地质预报探测溶洞位置的方法包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述步骤c中在掌子面上布设三个以上的水平探测孔(1)并取岩芯，所有水平探测孔(1)在掌子面上沿隧道开挖线环向布置，并靠近隧道开挖线；水平探测孔(1)的长度为30m～50m，孔径不小于φ76mm，且相邻循环进尺水平探测孔(1)的搭接长度不小于5m。

4.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：当所述步骤a或步骤b探测到未开挖段中靠近掌子面的位置在仰拱下方或者拱顶上方存在溶洞时，步骤c中对应在掌子面钻底板斜向探孔(3)、拱顶斜向探孔(2)验证溶洞位置。

5.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述步骤二中采用注浆小导管(4)至少提前3榀钢拱架(6)对溶洞a(5)进行超前预支护，每榀钢拱架(6)施作一环，且前后排钢拱架(6)错开施工；溶洞a(5)内的注浆小导管(4)每两榀施作一环。

6.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述注浆小导管(4)之间的环向间距为0.3m，长度为3m～5m，外插角为5°～7°。

7.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述步骤二中隧道开挖后，在钢拱架(6)支护过程中对应在溶洞a(5)处预埋径向注浆管(7)，径向注浆管(7)之间的间距为1.5m，并呈梅花形布置，钢拱架(6)支护完成后，向溶洞a(5)内注入c20混凝土将其填充密实。

8.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述溶洞a(5)正对的钢拱架(6)之间的间距不大于0.5m。

9.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：所述步骤三中对出露于隧道两侧的溶洞b(8)，在隧道边墙初支施工前，先将该溶洞b(8)清理干净，然后采用c20混凝土进行回填；

10.如权利要求1所述的隧道溶洞处理方法，其特征在于：对于隧道浅埋地段及侧穿既有构筑物地段的拱部溶洞，除采用吹砂回填或c20混凝土回填拱部溶洞外，须另行预埋注浆管，待初期支护封闭成环后，对拱部溶洞进行注浆回填密实；

技术总结
本发明公开了一种隧道溶洞处理方法，属于隧道施工技术领域。该方法包括以下步骤：步骤一、隧道施工进入岩溶发育段后，在开挖前先通过综合超前地质预报探测出露于隧道的溶洞位置；步骤二、根据步骤一探测的溶洞位置，对出露于起拱线以上的溶洞A进行超前预支护，隧道开挖后向溶洞A内注入混凝土将其填充密实；步骤三、根据步骤一探测的溶洞位置，对出露于起拱线以下的溶洞B采用混凝土进行回填。一方面，通过超前预支护对溶洞A内的填充物进行支撑，防止溶洞A内的填充物塌落引起地表沉陷；另一方面，通过超前预支护，防止填充物等掉落到隧道中，确保隧道开挖和施工安全，安全风险低。

技术研发人员：方元,崔海东,刘仍兵,刘旭辉,马涛,张红刚,石陈智
受保护的技术使用者：中铁贵州工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15