[發明專利]一種隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構及施工方法

在審

• 申請號: 202210729540.8
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115163108A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王秋;田攀;劉樂川;于茂春;朱小兵;劉保林;曹林衛;李老三;曠文濤;蔡直言
• 申請（專利權）人: 中鐵二院重慶勘察設計研究院有限責任公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21F16/02
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 方洪

本發明提供了一種隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構及施工方法，屬于隧道工程技術領域。它包括一端與起始段連通的迂回坑道，迂回坑道的另一端穿越溶洞的上游后延伸至終點段，終點段內設有與迂回坑道連通的隧底箱涵，隧底箱涵的另一端與溶洞的下游連通，位于溶洞內的迂回坑道面向溶洞上游的一側設有過水孔，迂回坑道位于溶洞上游與起始段之間的部分內設有封堵。于溶洞外側設置迂回坑道作為臨時施工通道，開辟前方隧道施工工作面，減少隧道施工與溶洞探察及處治的干擾，保證隧道不中斷、安全施工，確保建設工期；后期利用迂回坑道作為永久排水通道使用，保證工程的有效利用，減少投資，確保隧道運營安全，具有較大的現實意義和經濟價值。

技術領域

本發明屬于隧道工程技術領域，涉及一種隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構及施工方法。

背景技術

我國喀斯特地貌范圍廣，尤其是西南地區，巖溶發育，溶洞分布廣泛，當隧道施工揭示復雜溶洞時，需對溶洞內以及地表進行重新勘察、并進行較長時間水文觀測，最后才能確定處治方案，整個周期耗時很長，而受工程既定工期控制，現場必須繼續往前施工，因此如何快速、安全的穿越溶洞，減少溶洞勘察處治與隧道繼續往前施工間相互干擾，確保隧道既定工期以及穿越溶洞段安全可靠，仍然是亟待解決的現實工程問題。

現有隧道施工揭露復雜溶洞時，采用以下三種方法：方法一，僅通過溶洞既有表觀現象，采取現有技術(增設護拱、臨時回填或者加強初期支護)快速通過，但該法缺少對溶洞詳細勘察，尤其溶洞內水力聯系情況，因溶洞除了自身空腔外，還涉及巖溶水問題，很多時候經過揭示溶洞時為干溶洞，但在雨季時會溶洞內會突然存在大量水，因此此方法面臨巨大安全隱患；方法二，按照溶洞處理規定程序完成重新勘察、水文觀測，再制定方案并施工，雖然保證了隧道穿越溶洞段結構安全，但是卻造成了工期風險，嚴重時將會影響全工程完工時間；方法三，通過在溶洞前設置臨時迂回坑道繼續往前施工，該方法雖然解決了繼續往前施工問題，也解決了處置溶洞段安全的合理性，但是迂回坑道施工完成后一般常采用封堵處理或者直接棄用處置，而結構需要設置抗水壓襯砌來考慮水壓問題或者新增泄水洞來單獨排水泄壓，因此該方法工程量大，處理復雜，經濟性較差。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種隧道穿越復雜溶洞永臨結合的迂回坑道結構；還提出了一種該迂回坑道結構的施工方法。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構，隧道包括依次連通的起始段、穿越溶洞的穿越段和終點段，迂回坑道結構包括一端與起始段連通的迂回坑道，所述迂回坑道的另一端穿越溶洞的上游后延伸至終點段，終點段內設有與迂回坑道連通的隧底箱涵，所述隧底箱涵的另一端與溶洞的下游連通，位于溶洞內的迂回坑道面向溶洞上游的一側設有過水孔，所述迂回坑道位于溶洞上游與起始段之間的部分內設有封堵。

施工隧道時，隧道內的水流被位于溶洞內的迂回坑道截斷，水流經過水孔進入迂回坑道，依次經過迂回坑道和隧底箱涵后流向溶洞的下游，降低安全隱患。所述迂回坑道的側壁為邊墻，其頂部設置頂部支護。

在上述隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構中，所述迂回坑道包括與起始段連通的引出段坑道、與引出段坑道連通且與隧道平行的平行段坑道以及與平行段坑道連通的接入段坑道，上述隧底箱涵與接入段坑道連通，所述封堵設于引出段坑道內，所述平行段坑道穿越溶洞的上游，所述平行段坑道處設有集水孔。

集水孔分布在平行段坑道的側壁和頂壁。

在上述隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構中，所述封堵上方設有檢修門。檢修門關閉后，水流不進入引出段坑道。

在上述隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構中，所述封堵位于檢修門的兩側分別設有臺階。

隧道穿越溶洞永臨結合的迂回坑道結構的施工方法，包括以下步驟：

步驟一、隧道施工揭示復雜溶洞；