[发明专利]一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法

权利要求书

1.一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确认围岩等级及前方围岩状况；

(2)根据围岩状况判断岩溶发育情况，根据所述岩溶发育情况判断隧道拱部前方溶洞是否发育，并根据围岩等级及溶洞发育情况确定超前支护措施及设计参数；

(3)按照台阶设计参数，上下台阶同步开挖；

(4)排尘出渣后对掌子面进行地质素描，根据地质素描结果进行溶洞处理及初期支护施工；

(5)根据地质素描结果调整下一循环的超前支护措施及设计参数以及台阶的设计参数；

(6)重复步骤(3)-(5)；

所述步骤(2)中的超前支护措施及设计参数包括如下方式：

(2-1)所述围岩等级为Ⅳ级时，采用超前小导管支护，所述超前小导管长度至少为4.5m；

(2-2)所述围岩等级为Ⅴ级时，采用超前大管棚支护，所述超前大管棚应穿过溶洞并保证入岩深度至少2.5m，且环向加固拱部120°范围；

(2-3)所述围岩等级为Ⅳ级且隧道拱部前方充填溶洞发育时，应采用分区超前大管棚措施支护，所述分区超前大管棚布置于隧道拱部前方充填溶洞发育的范围内；

所述隧道拱部前方充填溶洞发育表现为充填溶洞处于隧道拱部120°范围内，充填溶洞规模≥50m³，且充填溶洞距离掌子面≤4m；

所述步骤(4)中溶洞处理措施根据揭露溶洞的规模、空间位置和充填物类型确定。

2.根据权利要求1所述的一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法，其特征在于，隧道拱部前方充填溶洞发育的范围确定步骤如下：

(2-3-1)根据前方岩溶发育情况初步确定隧道拱部前方充填溶洞发育的范围；

(2-3-2)根据初步确定范围内的管棚钻孔记录情况分析溶洞规模、溶洞位置和充填物类型，并进一步确定溶洞发育的范围。

3.根据权利要求1所述的一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中的台阶设计参数有台阶高度、台阶长度和循环进尺，其中，台阶长度为3～5m，台阶高度为4～6m，循环进尺为1榀～2榀的钢架间距。

4.根据权利要求1所述的一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法，其特征在于：所述步骤(4)中的地质素描结果包括掌子面溶洞揭露情况和掌子面状态，所述掌子面溶洞揭露情况为溶洞的规模、空间位置和充填物类型。

5.根据权利要求4所述的一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法，其特征在于，所述掌子面状态包括如下几种：

(1)掌子面稳定状态，表现为：掌子面无明显挤出变形，少量掉块后稳定；

(2)掌子面较稳定状态，表现为：掌子面无明显挤出变形，掉块数量随时间增加；

(3)掌子面不稳定状态，表现为：掌子面挤出变形明显，拱顶边墙大量掉块、局部坍塌，掌子面无法自稳；当掌子面为不稳定状态时，初期支护采用掌子面封闭和锚喷支护的支护措施。

6.根据权利要求1所述的一种溶洞发育地层软岩特大断面隧道台阶施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中的台阶设计参数应满足溶洞处理施工条件，通过增大台阶高度和增长台阶长度，使上台阶能将溶洞竖向和纵向全部揭露，调整后的台阶高度≤6m，调整后的台阶长度可＞5m。