[发明专利]基于溶腔位置的隧道加强处治方法与支护结构

权利要求书

1.一种基于溶腔位置的隧道加强处治方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.确定岩溶区溶腔的位置、形态以及溶腔与隧道的最近距离L；

S2.确定隧道岩溶区安全厚度H；

S3.判断隧道受岩溶区溶腔影响的安全性，通过S1所探测得到的溶腔与隧道的最近距离L与安全厚度H相比较，L>H，则隧道安全；L≤H，则隧道不安全；

S4.根据隧道安全性采取不同的隧道支护结构：

S4.1.隧道安全：则根据现场监控量测，隧道支护结构包括初期支护、二次衬砌和超前支护；

S4.2.隧道不安全：分为两种情况：

S4.2.1.隧道与溶腔无贯通：在步骤S4.1的基础上，在隧道与溶腔之间依次钻孔、孔内安装钢花管和钢花管内灌浆；

S4.2.2.隧道与溶腔贯通：在步骤S4.1的基础上，设置与施工隧道支护结构和溶腔连接为一体的双层回填复合结构。

2.根据权利要求1所述的基于溶腔位置的隧道加强处治方法，其特征在于：步骤S2包括：

S2.1.几何建模：根据S1中得到的岩溶区溶腔的形态及范围、隧道的开挖轮廓以及尽量减小隧道与溶腔之间相互影响，取隧道开挖轮廓距岩溶区底板安全厚度为M，建立几何模型；

S2.2.参数取值，根据工程地质勘查报告、原位试验及室内试验、设计图纸进行围岩及隧道衬砌各方面的取值，参数包括：各层岩土体的压缩模量Es，孔隙比e，天然重度γ，泊松比μ，粘聚力c，摩擦角φ，隧道衬砌的厚度D、弹性模量E、泊松比μ、重度γ；

S2.3.最小安全厚度的确定，计算中将隧道开挖轮廓距溶腔最近点作为起始点，然后向溶腔顶板或底板每隔一定的距离取一个特征点，以此得到隧道与溶腔之间围岩各关键点应力及位移曲线，依据各关键点应力及位移曲线的变化段可求出对应的中间区岩层厚度d，用S2.1中几何建模所取的隧道开挖轮廓距岩溶区底板安全厚度M减去所计算出来的中间区岩层厚度d得出隧道岩溶区安全厚度H,即H＝M-d。

3.根据权利要求2所述的基于溶腔位置的隧道加强处治方法，其特征在于：步骤S4.2.1中钢花管穿过溶腔并向溶腔外伸出，且钢花管伸出溶腔外的长度为溶腔与隧道的最近距离L的15-25％。

4.根据权利要求3所述的基于溶腔位置的隧道加强处治方法，其特征在于：

步骤S4.2.2中的双层回填复合结构根据溶腔位置不同而不同，包括隧道顶部双层回填复合结构、隧道中部双层回填复合结构和隧道底部双层回填复合结构，其中：

隧道顶部双层回填复合结构包括布设在隧道开挖面上方的防渗砼护拱和布设在防渗砼护拱正上方的砂砾回填缓冲层；

隧道中部双层回填复合结构包括布设在隧道开挖面左、右两侧的防渗砼砼护墙和布设在防渗砼砼护墙外侧的砂砾回填缓冲层；

隧道底部双层回填复合结构包括布设在隧道开挖面下方的防渗砼护底和布设在防渗砼护底下方的碎石垫层，所述防渗砼护底和碎石垫层填充于隧道开挖断面下方的溶腔内。

5.根据权利要求4所述的基于溶腔位置的隧道加强处治方法，其特征在于：步骤S4.2.2中设置隧道内排水结构，隧道内排水结构包括由双层无纺 布和EVA构成的复合式防水板、加密环向盲管和横向排水管。