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一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法
申请号	CN202111522814.8	申请日	2021-12-14	公开(公告)号	CN114277700B	公开(公告)日	2023-12-29
申请人	中国铁建大桥工程局集团有限公司; 中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司;			发明人	李云鹏; 朱宝权; 张世平; 徐多; 仲海民; 刘明坤; 李洪林; 徐少东; 刘志刚; 陈川;
摘要	本发明创造提供了一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，采用暗挖法进行泄水洞横洞，施工至泄水洞主洞与之交叉，之后分别向隧道外和暗河内双向施工泄水洞主洞，泄水洞打通后进行改移暗河河道，将暗河水引排至泄水洞内，河道改移完成后进行明洞基础施工，先清淤后采用混凝土换填，后进行明洞衬砌施工，明洞衬砌采用钢筋混凝土的结构形式，衬砌施工完成强度符合要求后进行防排水及衬砌保护措施，避免后期衬砌漏水和破坏，最后采用分层回填的方式进行明洞反压回填。本发明提供的施工方法可安全平稳高效率的渡过隧道地下暗河段，排水方式合理、效果显著，有效解决暗河水的问题，具有较广泛的借鉴意义。
权利要求	1.一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤： S1、施工泄水洞；泄水洞横洞与隧道主洞交叉口处施工初期支护，并在泄水洞横洞与隧道主洞交叉口处安装防火门；泄水洞横洞施工，直至施工至泄水洞主洞交叉处，之后分别向隧道外和暗河内双向施工泄水洞主洞； S2、在泄水洞起点洞口河道铺砌及挡水坝施工；采用临时河道改移、围堰后分幅施工的方式，先施工洞口侧，待泄水孔打通后，在施工外侧河道铺砌及挡水坝； S3、明洞基坑地基换填；采用放坡开挖，每循环开挖高度不大于1m，施工时应对基坑边坡稳定性进行加强观测，并采用洞渣进行挤密处理； S4、施工明洞衬砌；采用抗渗等级为P8防水C35 钢筋混凝土，衬砌环向主筋采用Φ22 螺纹钢筋，纵向钢筋采用Φ12螺纹钢筋； S5、施工防水结构；拱墙外表先热抹沥青两道，后铺设防水卷材及无纺布，作为防水保护结构；在外侧铺挂防水板，防水板外侧铺设砖墙护层；在明洞衬砌及防水结构中布置连通防水板处的排水管； S6、施工护拱结构；采用C25混凝土对称浇筑护拱；施工时，将泄水洞改排暗河水，在暗河内施作明洞，泄水洞采用初期支护与二衬结合的防护形式，以确保泄水洞长期稳定，泄水洞施工完成后进行明洞基坑开挖，基坑开挖完成后施作基础换填、垫层、钢筋混凝土明洞衬砌，主体结构完成后进行明洞防护措施施工。 2.根据权利要求1所述的一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于：护拱厚度不小于1.5m，护拱基础宽度不小于3m。 3.根据权利要求1所述的一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于：采用20b工字钢作为初期支护的加劲措施。 4.根据权利要求1所述的一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于：在泄水洞的衬砌中设置砂浆锚杆，泄水洞衬砌的边墙及拱部所设置钢筋焊接在锚杆外露端，形成钢筋网。 5.根据权利要求4所述的一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于：泄水洞衬砌包括衬砌底板、衬砌底板上侧的喷射混凝土层、及喷射混凝土层外侧的模筑素混凝土层。 6.根据权利要求5所述的一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于：喷射混凝土层中设置I16工字钢。 7.根据权利要求1所述的一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，其特征在于：基坑地基采用C20混凝土换填。
说明书全文	一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法技术领域 [0001] 本发明创造属于山岭隧道施工施工领域，尤其是涉及一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法。背景技术 [0002] 暗河的空间分布受岩性、地质构造和排水基准面的控制。在地层褶皱的轴部、裂隙和断裂部位、可溶岩同非可溶岩的接触处和排水基准面附近常发育暗河。暗河有自己的补给、径流和排泄系统。大的暗河也形成地下河系，主要沿构造破裂面发育，地下河和伏流是岩溶地区重要的水源。目前在国内山区长大隧道施工中偶会遇见，暗河的水位、流量不稳定，旱季与雨季流量差数可达10倍或100多倍。有些暗河水流湍急，有跌水，甚至有瀑布，有的可形成地下湖泊。因此在隧道施工中遇见暗河是非常棘手的施工问题，怎么样跨越层层阻碍通过暗河段是问题的关键。为解决以上问题，本发明提出了一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法。发明内容 [0003] 有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法。 [0004] 为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的： [0005] 一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，包括如下施工步骤： [0006] S1、施工泄水洞； [0007] 泄水洞横洞与隧道主洞交叉口处施工初期支护，并在泄水洞横洞与隧道主洞交叉口处安装防火门； [0008] 泄水洞横洞施工，直至施工至泄水洞主洞交叉处，之后分别向隧道外和暗河内双向施工泄水洞主洞； [0009] S2、在泄水洞起点洞口河道铺砌及挡水坝施工； [0010] 采用临时河道改移、围堰后分幅施工的方式，先施工洞口侧，待泄水孔打通后，在施工外侧河道铺砌及挡水坝； [0011] S3、明洞基坑地基换填； [0012] 采用放坡开挖，每循环开挖高度不大于1m，施工时应对基坑边坡稳定性进行加强观测，并采用洞渣进行挤密处理； [0013] S4、施工明洞衬砌； [0014] 采用抗渗等级为P8防水C35 钢筋混凝土，衬砌环向主筋采用Φ22 螺纹钢筋，纵向钢筋采用Φ12螺纹钢筋； [0015] S5、施工防水结构； [0016] 拱墙外表先热抹沥青两道，后铺设防水卷材及无纺布，作为防水保护结构；在防水保护结构外侧铺挂防水板和/或防水管，并防水板铺挂完成后，在外侧铺设砖墙护层； [0017] S6、施工护拱结构； [0018] 采用C25混凝土对称浇筑护拱。 [0019] 进一步，护拱厚度不小于1.5m，护拱基础宽度不小于3m。 [0020] 进一步，采用20b工字钢作为初期支护的加劲措施，这些工字钢纵向布置间距为1m，且工字钢纵向以φ20钢筋焊接连接，另外，在交叉口处拱架在安装纵向工字钢托梁前，必须施作锁脚锚杆。 [0021] 进一步，在泄水洞衬砌中设置砂浆锚杆，泄水洞衬砌的边墙及拱部所设置钢筋焊接在锚杆外露端，形成钢筋网。 [0022] 进一步，泄水洞衬砌包括衬砌底板、衬砌底板上侧的喷射混凝土层、及喷射混凝土层外侧的模筑素混凝土层。 [0023] 进一步，喷射混凝土层中设置I16工字钢，纵向间距1m。 [0024] 进一步，基坑地基采用C20混凝土换填。 [0025] 相对于现有技术，本发明创造具有以下优势： [0026] 本发明施工方法适用于隧道开挖时遇到地下暗河段高大溶洞及类似工程，用于存在地下暗河的富水隧道施工。满足不良地质隧道施工工期紧张、复杂地质隧道结构稳定施工安全系数高、富水隧道防排水要求高，保护自然生态水系不被破坏，同时还可以解决暗河底部地基承载力不足保护暗河段高大溶洞明洞等情况。本发明工法可安全平稳高效率的渡过隧道地下暗河段，排水方式合理、效果显著，有效解决暗河水的问题，具有较广泛的借鉴意义。附图说明 [0027] 构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中： [0028] 图1为泄水横洞与主洞交叉口支护剖面图； [0029] 图2为隧道主洞与泄水洞平面布置示意图； [0030] 图3为泄水洞衬砌断面施工图； [0031] 图4为暗河改河河道铺砌剖面图； [0032] 图5为明洞基底处理示意图； [0033] 图6为明洞衬砌断面施工图； [0034] 图7为明洞衬砌钢筋布置图； [0035] 图8为图6中A处衬砌防水结构部分的示意图； [0036] 图9为明洞外回填施工示意图。具体实施方式 [0037] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0038] 在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0039] 在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。 [0040] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。 [0041] 一种暗河段高大溶洞明洞的施工方法，如图1至图9所示，包括如下施工步骤： [0042] 如图2所示，施工泄水洞； [0043] 暗挖法进行泄水洞横洞施工，在隧道主洞1侧墙进入施工，泄水洞横洞2与隧道主洞3交叉口处施工初期支护，支护结构如图1所示，并在泄水洞横洞与隧道主洞交叉口处安装防火门4，支护结构稳定，安全系数高。作为举例，在施工时，采用20b工字钢5作为初期支护的加劲措施，工字钢纵向布置间距为1m，工字钢纵向以φ20钢筋焊接连接，另外，交叉口处拱架在安装纵向工字钢托梁6前，必须施作锁脚锚杆。 [0044] 进行泄水洞横洞施工，直至施工至泄水洞主洞交叉处，之后分别向隧道外和暗河内双向施工泄水洞主洞。施工泄水洞时，泄水洞衬砌包括衬砌底板7、衬砌底板上侧的喷射混凝土层8、及喷射混凝土层外侧的模筑素混凝土层9，泄水洞衬砌结构如图3所示。 [0045] 泄水洞衬砌中设置砂浆锚杆18，衬砌的边墙及拱部所设置钢筋焊接在锚杆外露端，形成钢筋网。在喷射混凝土层中设置I16工字钢，纵向间距1m。 [0046] 泄水洞采用双层支护的形式，防止后期隧道掘进对岩体产生扰动，泄水洞坍塌堵塞，暗河水反流冲击隧道内明洞，破坏主体结构。暗河内溶洞壁采用锚喷进行支护，防止因施工扰动造成暗河内高大溶洞不稳定结构物掉，以防溶洞垮塌，保证了隧道在后续施工中的安全。攻克不良地质，恢复施工生产。通过施作泄水洞和暗河段明洞，成功的引排地下暗河水，提前恢复隧道洞内掘进，确保工期可控。 [0047] 之后泄水洞打通后进行改移暗河河道，在泄水洞起点洞口河道铺砌及挡水坝施工；采用临时河道改移、围堰后分幅施工的方式，先施工洞口侧，待泄水孔打通后，在施工外侧河道铺砌及挡水坝。河道改移泄水洞起点洞口与暗河河道衔接处根据河道进行衔接，河底及边坡的铺砌结构11采用M10浆砌片石铺砌5cm厚，并用砂浆护面。改河河道铺砌方式如图4所示。 [0048] 之后进行明洞基坑地基换填； [0049] 明洞基础基坑采用放坡开挖，清淤坡比按1:2.5进行放坡，碎石土层按1:0.5放坡，按“从上往下开挖，边挖边支护”的原则进行开挖，每循环开挖高度不大于1m，施工时应对基坑边坡稳定性进行加强观测，并在必要时采用洞渣进行挤密处理；明洞基坑地基换填时应挖至基岩，边坡采用临时锚喷支护，基坑地基采用C20混凝土换填，如图5所示。 [0050] 之后施工明洞衬砌及防水结构13； [0051] 施工明洞衬砌如图6和图7所示，采用抗渗等级为P8防水C35 钢筋混凝土，衬砌环向主筋14采用Φ22螺纹钢筋，纵向间距20cm，纵向钢筋15采用Φ12螺纹钢筋，二衬采用C35混凝土，厚度为55cm。 [0052] 施工防水保护结构如图8所示，拱墙12外表先热抹沥青两道，后铺设防水卷材及无纺布，作为防水保护结构16，并在防水保护结构外侧铺挂防水板17和/或防水管，当防水板铺挂完成后，在外侧铺设砖墙护层19。通常，在明洞衬砌及防水结构中布置连通防水板处的排水管10。防水卷材与暗洞搭接不小于50cm，做好搭接处理。通常，防水板制成管状形式，或者在防水保护结构外侧铺挂双壁打孔PVC管。作为举例，防水保护措施与防水板的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接。 [0053] S6、施工护拱结构； [0054] 采用C25混凝土对称浇筑护拱。如图9所示，护拱采用C25混凝土，护拱厚度不小于1.5m，护拱基础宽度不小于3m，护拱护拱对称浇筑，护拱拱脚处施作C15片石混凝土回填护角墙20，防止产生偏压，保证护拱及明洞整体结构稳定。明洞护拱外侧采用洞渣反压回填，墙背回填应两侧对称进行，洞渣应分层回填，逐层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填高差不大于0.5m，回填至拱顶以上1m后，方可采用机械碾压，明洞回填时应采取防止损伤防水层的措施。 [0055] 本发明提供的施工方法，将泄水洞改排暗河水，在暗河内施作明洞，泄水洞采用初期支护与二衬结合的防护形式，确保泄水洞长期稳定，泄水洞施工完成后方可进行明洞基坑开挖，基坑开挖完成后及时施作基础换填、垫层、钢筋混凝土明洞衬砌，主体结构完成后进行明洞防护措施施工，形成一条通过暗河段高大溶洞的空间隧道。多种隧道传统工艺有效的结合起来、施工技术成熟可靠，工作方法通俗易懂。实际的解决了复杂地质暗河高大溶洞施工的技术难题，提高隧道通过不良地质的工作效率，降低施工风险，施工安全质量得到了保证。 [0056] 以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

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