一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法及施工结构与流程

本发明涉及隧道工程，特别是提供了一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法及施工结构。

背景技术：

1、当前高速铁路建设的飞速发展，在山区地带的隧道开挖过程中，地质条件十分复杂，岩溶分布面积广泛，岩溶不良地质条件给隧道的施工造成了严重的威胁，长大隧道岩溶地段根据已揭示的情况和对岩溶发育程度的探测以及岩溶水的流量、走向等，需要对不同的岩溶类型和分布区段进行分别处理。

2、目前，虽然在隧道施工中使用了一些筏板结构技术，但是，板筏结构形式单一，无法针对性解决复杂熔岩段的多种地质问题。因此，目前需要一种综合处理长大隧道复杂岩溶段的施工技术。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法及施工结构，针对不同发育和影响程度的岩溶地质分区、分段优化处理，形成坚固稳定支撑，提高施工安全性。

2、为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，包括步骤：

3、s100.在复杂熔岩段左右侧交错开挖，开挖完成后架设直腿钢架，所述直腿钢架的拱脚位置设置锁脚锚管，喷射混凝土封闭；

4、s200.在隧底溶蚀破碎带设置钢花管，使用所述钢花管高压注浆进行隧底加固；和/或，在隧底溶洞段建造钢筋混凝土结构的桩基；

5、s300.在岩溶发育段建造纵梁，所述纵梁为钢筋混凝土结构并且长度大于岩溶发育段长度，纵梁两端坐落于岩溶发育段外的坚实岩面上；

6、s400.在钢花管和/或桩基和/或纵梁上建造板筏，所述板筏为钢筋混凝土结构形式，在桩基的桩头去除混凝土得到连接板筏的第一预留钢筋结构，板筏施工时预留用于连接二次衬砌结构的第二预留钢筋结构；

7、s500.在所述第二预留钢筋结构上建造二次衬砌结构。

8、可选地，所述钢花管施工与桩基施工位置错开、时间同步进行，钢花管施工前，使用潜孔钻机钻孔，钢花管伸入基岩深度不小于0.5m；桩基建造前，使用低净空旋挖钻机钻孔，桩基伸入基岩深度不小于2m。

9、可选地，在所述注浆钢花管上部管口设置便于拆卸的注浆口，所述注浆口安装压力控制阀，注浆过程中通过所述压力控制阀保持注浆钢花管内的水泥浆压力稳定；在注浆钢花管注浆前对钢花管封口，封口材料使用掺入速凝剂的水泥砂浆，封口时预埋排气管，第一次注浆后等待孔内的残渣水溢出后停止注浆。

10、可选地，所述桩基为钢筋混凝土结构，在岩溶发育段，设置与桩基同心布置、外径大于桩基的辅助护筒，在辅助护筒与岩层交界处的间隙内浇筑混凝土，使得辅助护筒与周边岩层之间空隙密实。

11、可选地，所述桩基设置多层辅助护筒，每层所述辅助护筒以最内一层辅助护筒为准间隔布置，相邻辅助护筒内分别浇筑混凝土，使得辅助护筒之间的间隙密实。

12、可选地，所述桩基的钢筋笼间隔设置临时十字加劲撑，加强箍肋设在主筋的内侧，环形筋设置在主筋的外侧，第一节钢筋笼放入孔内后，取出临时十字加劲撑，在辅助护筒顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼，吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接，然后再下放钢筋笼，循环上述步骤，下入各节钢筋笼。

13、可选地，在纵梁及板筏建造前，进行桩基的桩头环切施工，以桩头露出的钢筋端头作为第一预留钢筋结构，包括步骤：

14、s410.确定桩头标高位置，沿桩基周围标识出切割线；

15、s420.沿所述切割线上侧切出深切痕并避免损伤桩基钢筋；

16、s430.凿除深切痕以上部分桩头，把钢筋端头逐根剥离，然后将桩头从深切痕处凿断并移除；

17、s440.凿平桩头直至露出新鲜的混凝土结构，以确定桩头部分伸入纵梁或板筏内；

18、s450.清除基坑底部杂物，整平夯实基底；

19、s460.测量复核标高，在底铺混凝土垫层。

20、可选地，所述板筏使用钢筋混凝土结构，在钢花管、桩基及纵梁完成后进行施工，桩基的第一预留钢筋结构伸入板筏，板筏施工时设置第二预留钢筋结构，以便于后续二次衬砌结构施工衔接。

21、为了达到上述目的，第二方面，本发明提供了一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工结构，其特征在于：包括筏板，所述筏板通过钢花管结构、桩基结构和纵梁结构的至少一种支撑；

22、所述钢花管结构建造于隧底溶蚀破碎带并伸入基岩，通过钢花管的高压注浆对隧底加固；

23、所述桩基为混凝土结构并建造于隧底溶蚀破碎带，桩基下端伸入基岩，桩基与所述钢花管位置错开；

24、所述纵梁建造于岩溶发育段，所述纵梁为钢筋混凝土结构并且长度大于岩溶发育段长度，纵梁两端坐落于岩溶发育段外的坚实岩面上；

25、所述板筏建造于钢花管和/或桩基和/或纵梁上，所述桩基预留有与板筏连接的第一预留钢筋结构，所述板筏上预留有第二预留钢筋结构，所述二次衬砌结构建造与板筏上并且底部与所述第二预留钢筋结构连接。

26、可选地，所述桩基外设置多层同心布置的辅助护筒，在辅助护筒与岩层交界处的间隙内浇筑混凝土，相邻辅助护筒内分别浇筑混凝土。

27、本发明所提供的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法及施工结构，技术优势至少体现在以下几个方面：

28、第一方面，在长大隧道复杂岩溶段，以板筏结构为主，板筏底部与桩基之间通过桩基的第一预留钢筋结构连接，板筏顶部与二次衬砌结构之间通过板筏的第二预留钢筋结构连接，形成以板筏结构为主、底部稳固连接桩基、顶部连接二次衬砌结构的一体化施工，结合施工初期设置的直腿钢架结构，形成对隧道顶部、隧道底部的稳固支撑，适合于地质条件复杂，岩溶分布广泛的地质特征；

29、第二方面，在复杂熔岩段左右侧交错开挖，开挖完成后架设带有锁脚锚管的直腿钢架，根据不同发育和影响程度的岩溶地块，选择钢花管注浆、桩基和纵梁的其中一种或者多种有机结合，形成对板筏的坚固稳定支撑，施工模块化、区段化，有效施工的安全性和后期成本；

30、第三方面，将不同发育和影响程度的岩溶地质分区、分段优化处理措施，对于溶隙，施以纵梁跨越；对于溶蚀破碎带，施以钢花管注浆和桩基加固，隧底基础稳固，载重能力强，不易沉降，岩溶区段之间，工序衔接紧密，形成洞内岩溶区处理流水作业，各岩溶区模块化、区域化整治，各区域组织平行作业，工效较高，缩短处理周期。

技术特征：

1.一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，所述钢花管施工与桩基施工位置错开、时间同步进行，钢花管施工前，使用潜孔钻机钻孔，钢花管(03)伸入基岩深度不小于0.5m；桩基(04)建造前，使用低净空旋挖钻机钻孔，桩基(04)伸入基岩深度不小于2m。

3.根据权利要求1或2所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，在所述注浆钢花管(03)上部管口设置便于拆卸的注浆口，所述注浆口安装压力控制阀，注浆过程中通过所述压力控制阀保持注浆钢花管(03)内的水泥浆压力稳定；在注浆钢花管(03)注浆前对钢花管(03)封口，封口材料使用掺入速凝剂的水泥砂浆，封口时预埋排气管，第一次注浆后等待孔内的残渣水溢出后停止注浆。

4.根据权利要求1所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，所述桩基(04)为钢筋混凝土结构，在岩溶发育段，设置与桩基(04)同心布置、外径大于桩基(04)的辅助护筒(044)，在辅助护筒(044)与岩层交界处的间隙内浇筑混凝土，使得辅助护筒(044)与周边岩层之间空隙密实。

5.根据权利要求4所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，所述桩基(04)设置多层辅助护筒(044)，每层所述辅助护筒(044)以最内一层辅助护筒(044)为准间隔布置，相邻辅助护筒(044)内分别浇筑混凝土，使得辅助护筒(044)之间的间隙密实。

6.根据权利要求1或4或5所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，所述桩基(04)的钢筋笼间隔设置临时十字加劲撑，加强箍肋设在主筋的内侧，环形筋设置在主筋的外侧，第一节钢筋笼放入孔内后，取出临时十字加劲撑，在辅助护筒(044)顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼，吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接，然后再下放钢筋笼，循环上述步骤，下入各节钢筋笼。

7.根据权利要求1或4或5所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，在纵梁(09)及板筏(05)建造前，进行桩基(04)的桩头(041)环切施工，以桩头(041)露出的钢筋端头(043)作为第一预留钢筋结构，包括步骤：

8.根据权利要求1所述的长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法，其特征在于，所述板筏(05)使用钢筋混凝土结构，在钢花管(03)、桩基(04)及纵梁(09)完成后进行施工，桩基(04)的第一预留钢筋结构伸入板筏(05)，板筏(05)施工时设置第二预留钢筋结构，以便于后续二次衬砌结构(06)施工衔接。

9.一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工结构，其特征在于，包括筏板，所述筏板通过钢花管结构、桩基结构和纵梁(09)结构的至少一种支撑；

技术总结
本发明公开了一种长大隧道复杂岩溶段综合处理的施工方法及施工结构，包括步骤：S100.在复杂熔岩段左右侧交错开挖，架设直腿钢架并喷射混凝土封闭；S200.在隧底溶蚀破碎带设置钢花管，高压注浆加固隧底；和/或，建造桩基；S300.在岩溶发育段建造纵梁，纵梁两端坐落于岩溶发育段外的坚实岩面上；S400.在钢花管和/或桩基和/或纵梁上建造板筏，在桩基的桩头预留连接板筏或纵梁的第一预留钢筋结构，板筏预留连接二次衬砌结构的第二预留钢筋结构；S500.在所述第二预留钢筋结构上建造二次衬砌结构。根据不同发育和影响程度的岩溶地块，选择钢花管注浆、桩基和纵梁的其中一种或者多种有机结合，形成对板筏的坚固稳定支撑，有效解决了隧道复杂岩溶问题。

技术研发人员：刘建国,商海波
受保护的技术使用者：中铁十八局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21