岩溶发育隧道先通过后治理的施工方法及支护结构
技术领域
本发明涉及岩溶发育隧道的施工方法，更具体地说是针对岩溶发育隧道拱顶揭示溶洞的施工方法及支护结构。
背景技术
在石灰岩广泛分布的地区存在大量的隐伏溶洞，隧道开挖中遇到溶洞的可能性极高，在施工前进行溶洞探测的难度巨大，施工风险极高。
岩溶隧道开挖后常在拱顶揭示有直径不超过3m的干溶洞，目前对于这类岩溶隧道拱顶揭示溶洞普遍采用的方法是首先进行溶洞处理，在完成处理后继续隧道施工；但是，因处理完成后的等强时间较长，极大地影响了隧道的施工进度、并因此增加工程造价。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种岩溶发育隧道先通过后治理的施工工法及前期支护结构，以使隧道开挖过程中的掌子面能够尽早封闭，保证溶洞稳定性，缩短隧道施工工期。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明岩溶发育隧道先通过后治理的施工方法的特点是：针对隧道施工中的拱顶揭示溶洞，采用先通过后治理的施工方法；所述拱顶揭示溶洞是指直径不大于3m的干溶洞；所述先通过后治理是指在遇有拱顶揭示溶洞时，首先针对拱顶揭示溶洞设置前期支护，在前期支护保证安全的前提下，保持隧道正常掘进；在隧道正常掘进通过拱顶揭示溶洞之后，利用所述前期支护对拱顶揭示溶洞进行溶洞治理。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理的施工方法的特点也在于：所述前期支护包括：在所述拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，由至少两道钢拱和连接在两道钢拱之间的连接筋构成支护拱架；针对拱顶揭示溶洞的腔内围岩，以所述支护拱架为支撑，沿钢拱的径向设置围岩加固锚杆，所述围岩加固锚杆的尾部与钢拱固定连接，利用所述围岩加固锚杆对腔内围岩进行加固。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理的施工方法的特点也在于：所述前期支护包括：在所述拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，沿钢拱外围平行设置多道纵向导管，所述纵向导管的前端沿纵向锚入在掌子面围岩中。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理的施工方法的特点也在于：所述前期支护包括：在所述拱顶揭示溶洞的腔内围岩上喷射混凝土形成初期支护层。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理的施工方法的特点也在于：所述溶洞治理包括：以所述钢拱为支架、朝向溶洞内设置砼泵送管和吹沙管，在初期支护的喷射混凝土强度达到80％后，利用所述砼泵送管和吹沙管对溶洞内泵送混凝土和吹填中粗砂进行溶洞填充。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理施工中的支护结构的特点是：在所述拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，由至少两道钢拱和连接在两道钢拱之间的连接筋构成支护拱架；针对拱顶揭示溶洞的腔内围岩，以所述支护拱架为支撑，沿钢拱的径向设置围岩加固锚杆，所述围岩加固锚杆的尾部与钢拱固定连接，利用所述围岩加固锚杆对腔内围岩进行加固。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理施工中的支护结构的特点也在于：在所述拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，沿钢拱外围平行设置多道纵向导管，所述纵向导管的前端沿纵向锚入在掌子面围岩中。
本发明岩溶发育隧道先通过后治理施工中的支护结构的特点也在于：在所述拱顶揭示溶洞的腔内围岩上喷射混凝土形成初期支护层。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明方法针对岩溶隧道中所揭示的直径不超过3m的干溶洞，因溶洞小、填充量不大，且无压，采用先通过后治理的施工方法，逐个处理，保证溶洞不垮塌，使隧道正常掘进与溶洞治理互不干扰，在保障安全的前提下提高隧道施工进度，缩短工期，降低施工成本；
2、本发明方法在施工中及时封闭溶洞，避免溶洞长时间暴露，有益于提高围岩稳定性。
3、本发明方法中前期支护结构是以支护拱架为支撑，使腔内围岩与支护拱架形成稳定的刚性体，其结构稳固、安全可靠，易于实施。
附图说明
图1为本发明中支护结构主视示意图；
图2为本发明中支护结构侧视示意图；
图3为本发明中型钢拱架和连接钢筋平面展开示意图；
图中标号：11钢拱，12纵向导管，13连接筋，14拱顶揭示溶洞，15围岩加固锚杆，16砼泵送管，17吹沙管。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本实施例中岩溶发育隧道先通过后治理的施工工法是针对隧道施工中的拱顶揭示溶洞14，采用先通过后治理的施工方法；拱顶揭示溶洞14是指直径不大于3m的干溶洞；先通过后治理是指在遇有拱顶揭示溶洞时，首先针对拱顶揭示溶洞14设置前期支护，在前期支护保证安全的前提下，保持隧道正常掘进；在隧道正常掘进通过拱顶揭示溶洞之后，利用前期支护对拱顶揭示溶洞14进行溶洞治理。
具体实施中，前期支护包括：
在拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，由至少两道钢拱11和连接在两道钢拱11之间的连接筋13构成支护拱架，在支护拱架上铺设钢架网片14；针对拱顶揭示溶洞的腔内围岩，以支护拱架为支撑，沿钢拱11的径向设置围岩加固锚杆15，围岩加固锚杆15的尾部与钢拱11固定连接，利用围岩加固锚杆15对腔内围岩进行加固，使腔内围岩与支护拱架形成稳定的刚性体。
在拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，沿钢拱11外围平行设置多道纵向导管12，纵向导管12的前端沿纵向锚入在掌子面围岩中。
在拱顶揭示溶洞的腔内围岩上喷射混凝土形成初期支护层，使腔内围岩在初期支护层中得到封闭。
溶洞治理包括：以钢拱11为支架、朝向溶洞内设置砼泵送管16和吹沙管17，在初期支护的喷射混凝土强度达到80％后，利用砼泵送管和吹沙管对溶洞内泵送混凝土和吹填中粗砂进行溶洞填充。
本实施例中的岩溶发育隧道先通过后治理的施工工法的支护结构为：
在拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，由至少两道钢拱11和连接在两道钢拱11之间的连接筋13构成支护拱架；针对拱顶揭示溶洞的腔内围岩，以支护拱架为支撑，沿钢拱11的径向设置围岩加固锚杆15，围岩加固锚杆15的尾部与钢拱11固定连接，利用围岩加固锚杆15对腔内围岩进行加固，使腔内围岩与支护拱架形成稳定的刚性体。
具体实施中，在拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，沿钢拱11外围平行设置多道纵向导管12，纵向导管12的前端沿纵向锚入在掌子面围岩中；在拱顶揭示溶洞的腔内围岩上喷射混凝土形成初期支护层，使腔内围岩在初期支护层中得到封闭。
施工过程：
在拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，由至少两道钢拱11和连接在两道钢拱11之间的连接筋13构成支护拱架；针对拱顶揭示溶洞的腔内围岩，以支护拱架为支撑，沿钢拱11的径向设置围岩加固锚杆15，围岩加固锚杆15的尾部与钢拱11固定连接，利用围岩加固锚杆15对腔内围岩进行加固，使腔内围岩与支护拱架形成稳定的刚性体；在拱顶揭示溶洞的洞口所在位置处，沿钢拱11外围平行设置多道纵向导管12，纵向导管12的前端沿纵向锚入在掌子面围岩中；在拱顶揭示溶洞的腔内围岩上喷射混凝土形成初期支护层，使腔内围岩在初期支护层中得到封闭，再以钢拱11为支架、朝向溶洞内设置砼泵送管和吹沙管，在初期支护的喷射混凝土强度达到80％后，利用砼泵送管16和吹沙管17对溶洞内泵送混凝土和吹填中粗砂进行溶洞填充。
