[發(fā)明專利]隧道塌腔修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010597302.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111608696A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張兆杰;楊楓;田志宇;李泳伸;林國進;田尚志;唐協(xié);王聯(lián);高世軍;周仁強;朱長安;李蔚蹊;王維嘉;劉科麟;徐升;胡志遠
• 申請（專利權(quán)）人: 四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/38;E21F16/02
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 芶雅靈;何強

本發(fā)明隧道塌腔修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于隧道施工領(lǐng)域，目的是提高塌腔處理質(zhì)量，延長塌腔處理后的使用壽命，避免二次塌方。隧道塌腔修復(fù)結(jié)構(gòu)，由氣泡混合輕質(zhì)土現(xiàn)澆于隧道初期支護拱頂與塌腔內(nèi)壁之間形成護拱；回填層包括鋪滿于護拱上表面與塌腔內(nèi)壁包圍區(qū)域的空心球體和將空心球體粘結(jié)成整體的粘結(jié)結(jié)構(gòu)，粘結(jié)結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆于護拱上表面與塌腔內(nèi)壁包圍區(qū)域的氣泡混合輕質(zhì)土。本發(fā)明，氣泡混合輕質(zhì)土制成的空心球體，強度高、重量更輕；空心球體之間能夠密切接觸，間隙小，有利于節(jié)約現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土的用量，且能夠保證塌腔密室填充，避免出現(xiàn)空洞現(xiàn)象；空心球體粘結(jié)成一體，回填層不會流失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道施工領(lǐng)域，具體的是隧道塌腔修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)

塌方是隧道施工過程中發(fā)生頻率較高的安全事故，多由于圍巖條件差、支護不及時或支護強度不足等原因?qū)е拢渲兴淼蓝纯诤投瓷頊\埋段是塌方發(fā)生的主要位置。洞口和洞身淺埋段發(fā)生塌方時由于隧道上方覆蓋層厚度較薄，常出現(xiàn)由隧道至地表的貫通性塌腔。

為防止塌腔加載過大影響隧道結(jié)構(gòu)安全，目前常用輕型爐渣或者粉煤灰等輕質(zhì)材料填充塌腔，然而，上述填充材料無法填充密實，在地下水等長時間作用下，填充材料容易流失，使得填充的塌腔內(nèi)出現(xiàn)空洞，導(dǎo)致地表重復(fù)塌陷問題的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種隧道坍腔修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法，提高塌腔處理質(zhì)量，延長塌腔處理后的使用壽命，避免二次塌方。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：隧道塌腔修復(fù)結(jié)構(gòu)，包括沿塌腔橫向設(shè)置的護拱和填充于塌腔內(nèi)壁與護拱背面的回填層；由氣泡混合輕質(zhì)土現(xiàn)澆于隧道初期支護拱頂與塌腔內(nèi)壁之間形成所述護拱；所述回填層包括鋪滿于護拱上表面與塌腔內(nèi)壁包圍區(qū)域的空心球體和將空心球體粘結(jié)成整體的粘結(jié)結(jié)構(gòu)，所述粘結(jié)結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆于護拱上表面與塌腔內(nèi)壁包圍區(qū)域的氣泡混合輕質(zhì)土。

進一步的，所述空心球體由氣泡混合輕質(zhì)土預(yù)制而成。

進一步的，所述空心球體的外徑為D，內(nèi)徑為d,25cm≤D≤75cm，且，d:D＝3:5。

進一步的，在塌腔上游的隧道地表設(shè)置有洞外截水溝。

隧道塌腔施工方法，包括以下步驟：

步驟1、清理塌腔；

步驟2、隧道初期支護和二次襯砌施工；

步驟3、在塌腔內(nèi)壁與初期支護圍成的腔體內(nèi)現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土形成護拱；

步驟4、向護拱上表面與塌腔內(nèi)壁包圍形成的空腔內(nèi)填充空心球體，并現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土，使空心球體與現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土共同形成回填層；所述空心球體由氣泡混合輕質(zhì)土預(yù)制而成。

進一步的，步驟1之前，在塌腔上游的隧道地表設(shè)置有洞外截水溝。

進一步的，步驟4中，在回填層的頂部沿隧道縱向形成臺階面；步驟4之后，在臺階面上鋪設(shè)防水層，所述防水層由下至上依次包括下層土工布層、防水板和上層土工布；然后，在防水層上回填粘土形成粘土隔水層；最后，在粘土隔水層上施作耕植土層。

進一步的，步驟4中，回填層分N層回填單元按由下至上的順序進行施工：首先，施工鋪設(shè)第K-1層回填單元的空心球體，然后澆筑氣泡混合輕質(zhì)土；在第K-1層回填單元的氣泡混合輕質(zhì)土初凝之前，在第K-1層回填單元上鋪設(shè)第K層回填單元的空心球體，并澆筑氣泡混合輕質(zhì)土；其中，K＝1、2…N。

進一步的，所述各回填單元的層高為H，空心球體的直徑為D，H＝D。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明，其一，通過采用空心球體進行回填，空心球體采用氣泡混合輕質(zhì)土制成，其強度滿足要求，同時重量更輕；