[发明专利]一种用于处理隧道顶部大型空腔溶洞护拱的施工方法

说明书

本发明公开了一种用于处理隧道顶部大型空腔溶洞护拱的施工方法，包括护拱基础施工、护拱外模和混凝土护拱施工和缓冲层施工等步骤。本发明的施工方法能够有效应对隧道顶部位置存在大型空腔溶洞的情况，且施工过程简单易行、施工方便，护拱连成整体受力稳定性好，并通过护拱基础将力分散至四周的围岩中，降低了溶洞对施工过程的影响，提高了隧道通过大型空腔溶洞时的施工效率和安全性，也提高了建成后的隧道质量。

技术领域

本发明属于隧道施工大型空腔溶洞处治方法领域，尤其涉及一种用于处理隧道顶部大型空腔溶洞护拱的施工方法。

背景技术

溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，可能形成岩体内的空洞或有填充物的腔室。这种结构对于隧道施工影响大，若位于洞顶位置，容易造成拱顶坍塌，给施工带来巨大安全隐患。因此在隧道下穿溶洞过程中，对溶洞的合理处治是保证施工质量、安全和施工进度的必要措施。

针对隧道建设时顶部大型空腔溶洞的问题，还没有很好的处治措施，就目前技术而言，存在施工时间长、施工费用高、安全性不够、存在较大安全隐患等问题，还无法完全满足顶部存在大型空腔溶洞的隧道高效、高质量的安全施工要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种施工时间短、安全、费用低、施工过程简单方便的用于处理隧道顶部大型空腔溶洞护拱的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于处理隧道顶部大型空腔溶洞护拱的施工方法，包括以下步骤，

（a）护拱基础施工：从拱脚初期支护外轮廓线向外和向下开挖，并施作护拱基础；

（b）护拱外模和混凝土护拱施工：在施作隧道初期支护之前，在所述护拱基础上安装护拱工字钢拱架，用纵向连接筋连接所述护拱工字钢拱架，然后在所述护拱工字钢拱架的外侧铺设钢筋网，并喷射混凝土形成护拱外模，在隧道初期支护施工完成后，在所述护拱外模和所述隧道初期支护之间浇筑混凝土形成混凝土护拱；

（c）缓冲层施工：在所述护拱外模的外侧上部铺设砂子形成缓冲层。

上述的施工方法，优选的，在所述步骤（a）中，在所述护拱基础的顶部预留楔形槽，并在所述楔形槽的底部预埋用于与护拱工字钢拱架连接的连接钢筋。相比于直接在平面上预埋钢筋，楔形槽可以在水平方向上对护拱外模起到约束作用，防止护拱外模外侧水平荷载过大造成连接钢筋弯曲变形，进而避免护拱外模与护拱基础顶面在水平方向上错开导致整体稳定性变差，预埋连接钢筋可以起到定位工字钢的作用，同时预埋的连接钢筋通过与护拱工字钢拱架钢翼缘焊接的方式能将工字钢牢固地固定在楔形槽内，将护拱基础与护拱外模形成整体，提高护拱刚度，操作简单、可靠、安全。

上述的施工方法，优选的，在所述步骤（b）中，在所述护拱基础上安装护拱工字钢拱架的步骤包括将所述连接钢筋与所述护拱工字钢拱架焊接。直接焊接即可完成安装护拱工字钢拱架的过程，操作方便快捷，且无需再次定位，大幅提高施工效率。

上述的施工方法，优选的，在所述步骤（b）中，在对所述护拱外模和隧道初期支护喷射混凝土之前还包括在所述护拱工字钢拱架和隧道初期支护工字钢拱架上布设方向指向隧道圆心的护拱锚固钢筋的步骤。具体的，在护拱工字钢拱架安装就位后以及在隧道初期支护工字钢拱架安装完毕后，即开始在护拱工字钢拱架和隧道初期支护工字钢拱架上沿环向相同径向位置处布置方向指向隧道圆心的护拱锚固钢筋，护拱锚固钢筋的端头采用螺栓锚头锚固于护拱混凝土中，护拱锚固钢筋分别与护拱工字钢拱架、隧道初期支护工字钢拱架通过U型连接钢筋焊接连接为一体，并锚固于护拱混凝土中。护拱锚固钢筋能将护拱外模、隧道初期支护和混凝土护拱连接成整体，整体结构的安全性和稳定性更好，能更好地保护隧道本体，提高施工过程的安全性。