[發明專利]一種穿越上高下深溶洞的隧道防護結構

無效

• 申請號: 201010265674.6
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101922301A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 朱丹;趙勇;黃鴻健;顏志偉;李強;馬濤;陳濤
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明涉及隧道及地下工程領域，尤其涉及一種穿越上高下深溶洞的隧道防護結構。

背景技術

我國的部分省市廣泛分布有碳酸鹽巖，隧道穿越碳酸鹽巖地層時，不可避免的會遇到各種巖溶類型，特別是隧道穿越大型半充填溶洞時，給巖溶隧道的設計及施工帶來一系列困難，處理不當，會給施工及行車安全造成極大的危害。

目前隧道穿越大型半充填溶洞時采用的防護措施以噴錨網為主，但對于上高下深的大型溶洞，傳統的噴錨網防護安全性較差、施工質量難以保證，隧道施工及運營期間存在安全隱患。

發明內容

本發明的目的是針對上高下深的大型溶洞特點，提供一種安全可靠的穿越上高下深溶洞的隧道防護結構，消除了落石對隧道結構的危害，保障隧道主體結構施工及長期運營的安全可靠。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種穿越上高下深溶洞的隧道防護結構，該防護結構位于上高下深的溶洞內，包括隧道主體結構、防護罩、防護罩基礎拱跨結構和隧道支撐拱橋，其特征在于：所述防護罩位于隧道主體結構上方；在防護罩基腳處設置防護罩基礎拱跨結構，防護罩基礎拱跨結構跨越上述溶洞；在隧道主體結構下方設置跨越上述溶洞的隧底拱跨結構，隧底拱跨結構支撐隧道主體結構。

優選地，所述防護罩為拱形結構，它橫跨在隧道主體結構上方，采用鋼筋混凝土、型鋼混凝土或纖維混凝土制成。

優選地，在防護罩外面設置緩沖層，緩沖層采用具有緩沖能力、抗腐蝕性及抗老化性的彈性材料制成。

優選地，在防護罩與隧道主體結構之間預留一定的空間，作為檢查和維護的通道。

優選地，在防護罩基礎拱跨結構的基腳處設置基座，基座位于溶洞岸坡穩定范圍內。

優選地，所述防護罩基礎拱跨結構的矢跨比取f/L＝1/4～1/8。

本發明在隧道主體結構上面采用獨特的防護罩結構，從而形成一種安全可靠的隧道防護結構，實現對上高下深、縱向距離短的半充填溶洞防護，達到盡量減少危巖落石對工程造成嚴重危害的目的，保障隧道主體結構施工及長期運營的安全可靠。

該發明相對于現有技術具有以下優點：

1)隧道主體結構外設置的防護結構解決了傳統噴錨網防護安全性差、防護不到位的缺陷，保障了主體結構的安全可靠性。

2)防護結構與主體結構間預留的空間，即實現了防護結構與主體結構的分離、消減了危巖落石直接對隧道主體結構的沖擊作用，也可作為養護維修的通道、方便對防護結構進行檢查和維護。

3)防護罩的基腳處設置拱跨結構、外緣設置緩沖層，有效保障了防護結構的安全可靠性。

本發明特別適用于上高下深、縱向距離短的半充填溶洞防護，也可用于邊仰坡較陡、存在危巖落石地段的明洞結構防護。

附圖說明

圖1是本實施例橫斷面示意圖；

圖2是圖1中I-I剖面圖；

圖3是圖1中II-II剖面圖。

圖中示出構件、部位名稱及對應的標記：溶洞壁1、基座2、防護罩基礎拱跨結構3、防護罩4、緩沖層5、預留空間6、隧道主體結構7、隧道支撐拱橋8。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明的特征做進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

實施例：本實例涉及一種穿越上高下深溶洞的隧道防護結構，該防護結構位于上高下深的溶洞內，包括隧道主體結構7、防護罩4、防護罩基礎拱跨結構3和隧道支撐拱橋8，具體實施情況如下：

1)清除溶洞壁1上的危石、表附覆蓋物，并進行必要的溶洞壁臨時防護，保證防護結構的施作安全。

2)在臨時防護的保護下，首先施作防護罩4基腳處防護罩基礎拱跨結構3的基座2，基座2位于岸坡穩定范圍內，其結構尺寸由圍巖狀況和荷載確定；基座2施作完畢后，進行防護罩4基腳處的防護罩基礎拱跨結構3施作，防護罩基礎拱跨結構3承擔防護罩的自重荷載和危巖落石沖擊荷載，其具體結構尺寸由溶洞規模、與隧道空間關系、落石大小等確定，矢跨比一般取f/L＝1/4～1/8；待拱跨結構施作完畢后，進行隧道主體結構7外的防護罩4的施作，防護罩應采用具有一定剛度的鋼筋混凝土、型鋼混凝土、纖維混凝土等材料；最后施作防護罩4外側的緩沖層5，緩沖層厚度一般取2m，采用具有較好緩沖能力、抗腐蝕性及抗老化好的彈性材料。

3)在防護結構的保護下，進行隧道主體結構7及隧底拱跨結構8的施作，防護罩4與隧道主體結構7之間預留一定的預留空間6，實現防護結構與主體結構的分離、消減危巖落石直接對隧道主體結構的沖擊作用，也可作為養護維修的通道、方便對防護結構進行檢查和維護。