隧道中的发育岩溶处治方法与流程

本发明涉及隧道施工中的岩溶处治，尤其涉及隧道中的发育岩溶处治方法。

背景技术：

1、岩溶（喀斯特）在我国特别是西南地区分布广泛，严重影响着我国交通基础设施的建设和发展，岩溶不良地质条件对隧道施工和运营造成严重威胁。云贵高原等地区岩溶地层和地貌十分发育、分布广泛、类型多样。碳酸盐岩分布区以溶蚀作用为主，碳酸盐岩及碳酸盐岩夹碎屑岩区则为溶蚀－侵蚀或溶蚀－构造作用。

2、在部分施工中，受地理环境等影响，其洞身大部分位于浅层岩溶中，溶洞极为发育，溶洞大小与发育部位多变，充填类型多样，导致围岩及上覆地层易松动、坍塌、冒顶，围岩压力大，变形控制难度大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供的隧道中的发育岩溶处治方法，其通过识别分类得出发育岩溶，进而制定匹配的处治方法，提高处治效率。

2、为了实现上述技术效果，本发明通过以下技术方案予以实现。

3、隧道中的发育岩溶处治方法，包括以下步骤，

4、对发育岩溶进行识别和分类，以获取岩溶发育程度以及类型；

5、根据岩溶发育程度及类型，设定处治方法，具体如下：

6、溶洞超前处，在拱顶处，利用管棚法或帷幕注浆法，选用浆料以及配套的工艺进行支护加固处理；

7、针对边墙以下溶洞的处治具体为：以石混凝土回填后，利用与测水沟相连的透水管进行排水；

8、还包括处治方法的优化，具体为：根据浆料的灌浆流量和压力，实时调整灌浆中的填充工艺和参数。

9、优选地，还包括岩溶发育程度以及类型评估模型的建立，具体为：

10、提取与岩溶发育相关的数据特征并对其分析，以获取岩溶问题相关的特征和趋势；

11、利用深度学习模型，结合获取岩溶问题相关的特征和趋势，构建岩溶问题识别模型，通过训练数据库中已有数据，得到以数据特征为输入数据，岩溶类型为输出数据的岩溶问题识别模型；

12、通过深度学习，训练岩溶问题数据，获得优化后的岩溶问题分类模型。

13、优选地，所述与岩溶发育相关的数据特征包括地质构造、地下水位、岩石性质、地下水流动速度和地下水化学成分。

14、优选地，所述设定处治方案前，还包括根据数据特征，制定和改进处治方案，具体包括：

15、输入数据特征、施工环境以及岩溶类型，分析得到类型、严重程度和施工环境；

16、利用智能算法评估处治方法的可行性，并结合岩溶问题分类结果，确定最适合的处治方法；

17、实时监控处治中的参数，至少包括括填充材料的流量和压力、施工环境的温度和湿度，进而根据参数实时优化和调整处治方案。

18、优选地，所述处治方法的优化中，还包括利用传感器，实时获取岩溶发育相关的数据特征，以实时更新岩溶类型结果。

19、优选地，所述管棚法中以嵌入围岩内的管棚与初期支护联结形成纵向支撑梁，沿隧道横断面则利用若干管棚之间的拱现象，形成平衡，且利用注浆泵通过花冠注入浆液经壁孔挤入围岩裂缝和缝隙中加固围岩。

20、优选地，所述管棚法具体为利用超前导管施做原结构物的钢拱架钢筋网及喷射混凝土初期支护，并预留泵送管，初期支护混凝土达到强度要求后，采用泵送混凝土浇筑护拱，且施工中预埋透水管，以ω型排水管引出。

21、优选地，当溶洞有填充物时，先施作超前导管，开挖采用预裂爆破，施作钢拱架，钢拱架施工时钢架基脚处扩挖，确保基础牢靠，施作锁脚锚杆，钢筋网片，喷射混凝土，且施工中预埋透水管，并以ω型排水管引出。

22、优选地，所述超前导管选用的规格为φ35×4m至φ48×5m。

23、优选地，所述帷幕注浆法具体是利用具有充填和凝胶性能的浆液材料，注浆至待加固地层，以填充缝隙。

24、本发明的有益效果如下：

25、本发明中，对岩溶进行识别和分类，以针对发育程度不同的情况，进行对应的分别施工，以提高整个的岩溶处治方法，使得整个的隧道施工效果好，提高了施工效率。

26、本发明中，融合了模型，实时进行监测，在进行发生变化时，利用模型进行对应的预判等，节省了人力物力，其可以通过利用传感器、数据采集、数据分析、岩溶问题识别、岩溶问题分类等步骤，能够快速识别岩溶问题并制定最佳处治方案。通过融合的智能算法的支持，能够实时优化和调整处治工作，提高处治效果和效率。具有广泛的应用前景，可以在隧道施工中提供自动化的岩溶问题处理解决方案。

技术特征：

1.隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，还包括岩溶发育程度以及类型评估模型的建立，具体为：

3.根据权利要求2所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述与岩溶发育相关的数据特征包括地质构造、地下水位、岩石性质、地下水流动速度和地下水化学成分。

4.根据权利要求2所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述设定处治方案前，还包括根据数据特征，制定和改进处治方案，具体包括：

5.根据权利要求4所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述处治方法的优化中，还包括利用传感器，实时获取岩溶发育相关的数据特征，以实时更新岩溶类型结果。

6.根据权利要求1所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述管棚法中以嵌入围岩内的管棚与初期支护联结形成纵向支撑梁，沿隧道横断面则利用若干管棚之间的拱现象，形成平衡，且利用注浆泵通过花冠注入浆液经壁孔挤入围岩裂缝和缝隙中加固围岩。

7.根据权利要求6所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述管棚法具体为利用超前导管施做原结构物的钢拱架钢筋网及喷射混凝土初期支护，并预留泵送管，初期支护混凝土达到强度要求后，采用泵送混凝土浇筑护拱，且施工中预埋透水管，以ω型排水管引出。

8.根据权利要求6所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，当溶洞有填充物时，先施作超前导管，开挖采用预裂爆破，施作钢拱架，钢拱架施工时钢架基脚处扩挖，确保基础牢靠，施作锁脚锚杆，钢筋网片，喷射混凝土，且施工中预埋透水管，并以ω型排水管引出。

9.根据权利要求7或8所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述超前导管选用的规格为φ35×4m至φ48×5m。

10.根据权利要求1所述的隧道中的发育岩溶处治方法，其特征在于，所述帷幕注浆法具体是利用具有充填和凝胶性能的浆液材料，注浆至待加固地层，以填充缝隙。

技术总结
本发明公开了隧道中的岩溶处治方法，包括以下步骤，对发育岩溶进行识别和分类，以获取岩溶发育程度以及类型；根据岩溶发育程度及类型，设定处治方法，具体如下：溶洞超前处，在拱顶处，利用管棚法或帷幕注浆法，选用浆料以及配套的工艺进行支护加固处理；针对边墙以下溶洞的处治具体为：以石混凝土回填后，利用与测水沟相连的透水管进行排水；还包括处治方法的优化，具体为：根据浆料的灌浆流量和压力，实时调整灌浆中的填充工艺和参数。本发明融合了类型获取以及处治方法的优化，使得整个的岩溶处治方法效率更高。

技术研发人员：王彬彬,陆陈,张阔,刘圣东,刘义,蔡坤坤,陈都,高阳,殷宝,刘树鹏,曹举,徐晓磊,李得忠
受保护的技术使用者：中交第三航务工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15