[發(fā)明專利]一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法

在審

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• 申請日: 2019-12-29
• 公開（公告）號: CN111075471A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚裕春;張耀;袁碧玉;肖朝乾;周波
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21D11/10;E21D11/14;E21D20/00;E21F15/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法，以有效解決大型巖溶空洞內(nèi)隧道結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性問題。包括穿越大型巖溶空洞的隧道結(jié)構(gòu)，該隧道結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土整體澆筑，其底部坐落在位于穩(wěn)定巖石地基之上的隧道基礎(chǔ)上；所述隧道結(jié)構(gòu)的橫向兩側(cè)外設(shè)置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)墻，兩側(cè)保護(hù)墻的底部坐落在隧道基礎(chǔ)上，頂部延伸至巖溶空洞頂板；所述兩側(cè)保護(hù)墻之間，豎向間隔設(shè)置兩端與保護(hù)墻張拉連接的拉力錨索，且在隧道結(jié)構(gòu)頂部以上填筑輕質(zhì)材料形成輕質(zhì)填筑體；所述保護(hù)墻外側(cè)設(shè)置由隧道棄碴填筑形成的反壓體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程，特別涉及一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法。

背景技術(shù)

我國喀斯特地貌分布廣泛，喀斯特地區(qū)可溶巖形成的巖溶空洞存在不確定性，并且通常難以準(zhǔn)確探測，對于隧道工程而言，穿越可溶巖遇到巖溶空洞是十分常見的事，如果遇到的巖溶空洞較小，通常采用混凝土對空洞充填處理，當(dāng)遇到的巖溶空洞較大時(shí)，采用混凝土進(jìn)行全部充填處理則非常不經(jīng)濟(jì)，如果不全部處理，巖溶空洞頂部的巖石掉塊會(huì)對隧道結(jié)構(gòu)的安全造成隱患，故提出一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法具有重要意義，并應(yīng)具有施工方便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和利于推廣等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)，以有效解決大型巖溶空洞內(nèi)隧道結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)，包括穿越大型巖溶空洞的隧道結(jié)構(gòu)，其特征是：所述隧道結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土整體澆筑，其底部坐落在位于穩(wěn)定巖石地基之上的隧道基礎(chǔ)上；所述隧道結(jié)構(gòu)的橫向兩側(cè)外設(shè)置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)墻，兩側(cè)保護(hù)墻的底部坐落在隧道基礎(chǔ)上，頂部延伸至巖溶空洞頂板；所述兩側(cè)保護(hù)墻之間，豎向間隔設(shè)置兩端與保護(hù)墻張拉連接的拉力錨索，且在隧道結(jié)構(gòu)頂部以上填筑輕質(zhì)材料形成輕質(zhì)填筑體；所述保護(hù)墻外側(cè)設(shè)置由隧道棄碴填筑形成的反壓體。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種大型巖溶空洞頂部充填式隧道防落石結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法，該方法包括如下步驟：

①清除隧道結(jié)構(gòu)底部對應(yīng)位置的松散土石，直至穩(wěn)定基巖面；

②施工隧道基礎(chǔ)；

③待隧道基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％以后，施工隧道結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土，在隧道結(jié)構(gòu)兩側(cè)外邊墻上設(shè)置向外伸出的預(yù)埋鋼筋；

④施工保護(hù)墻鋼筋混凝土，保護(hù)墻鋼筋與隧道結(jié)構(gòu)預(yù)埋鋼筋固定連接，在設(shè)置拉力錨索位置預(yù)埋鍍鋅防腐鋼拉環(huán)，在保護(hù)墻下部預(yù)留泄水孔，并在其中一側(cè)的保護(hù)墻的上部預(yù)留施工通過口；

⑤采用隧道棄碴分層對稱填筑反壓體；

⑥在保護(hù)墻上對稱施工拉力錨索，并輕拉張緊固定；

⑦分層施工兩側(cè)保護(hù)墻之間的輕質(zhì)填筑體直至設(shè)計(jì)高程位置；

⑧封閉保護(hù)墻上的施工通過口。

本發(fā)明的有益效果是，通過在隧道結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置輕質(zhì)填筑體可以避免頂部巖石直接掉落對隧道產(chǎn)生沖擊破壞，同時(shí)輕質(zhì)填筑體重量輕，隧道結(jié)構(gòu)頂部受力小；隧道結(jié)構(gòu)頂部兩側(cè)的巖石掉落，會(huì)在保護(hù)墻的導(dǎo)向作用下遠(yuǎn)離隧道結(jié)構(gòu)，保護(hù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置的輕質(zhì)填筑體產(chǎn)生的壓力小，并通過拉力錨索的作用大大改善了保護(hù)墻的受力，保護(hù)墻厚度可以較薄，同時(shí)當(dāng)外側(cè)落石作用在保護(hù)墻上時(shí)，輕質(zhì)填筑體為保護(hù)墻提供有利的反力支撐，避免保護(hù)墻破壞；隧道結(jié)構(gòu)兩側(cè)設(shè)置有隧道棄碴反壓體，可以緩沖落石沖擊力并有利于隧道結(jié)構(gòu)和保護(hù)墻的穩(wěn)定。提出的構(gòu)筑方法簡單，可以快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)巖溶空洞隧道結(jié)構(gòu)的施工，并具有安全、方便、環(huán)保和利于推廣等特點(diǎn)。

附圖說明

本說明書包括如下一幅附圖：