CN212563239U - 一种穿越大型全充填溶洞的隧底复合式加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道工程领域，具体涉及一种穿越大型全充填溶洞的隧底复合式加固结构，包括上部加固结构和下部加固结构，所述上部加固结构用于加固隧底的全充填溶洞的充填体，所述下部加固结构用于加固隧底岩体内的串珠状小溶洞；所述下部加固结构包括袖阀管注浆加固结构。本实用新型提供的上述复合式加固结构，基于全充填溶洞的充填体与岩体的不同特性，分为上部加固结构和下部加固结构两个部分。施工时，可以根据全充填溶洞的充填体的特性设置上部加固结构，根据岩体的特性设置下部加固结构，使得更好地适应下部具有串珠状小溶洞的全充填溶洞的加固要求。

Description

一种穿越大型全充填溶洞的隧底复合式加固结构

技术领域

本实用新型涉及一种隧道工程，特别是一种穿越大型全充填溶洞的隧底复合式加固结构。

背景技术

进入二十一世纪后，我国交通基础设施建设进入新时代，高标准铁路、高等级公路等修建越来越多。在我国西部地区，由于地形条件艰险，对于高标准铁路、高等级公路，特别是高标准铁路，由于设计标准高、时速快、转弯半径大，导致线路大部分段落以隧道形式通过；同时我国西南地区地区，可容岩地层广为分布，岩溶发育，其规模、形态、大小及位置不一，因此，隧道修建将不可避免的大量穿越岩溶地层。

当铁路、公路隧道充填溶洞时，隧底基础软弱，为保证运营期间结构稳定，防止沉降过大影响运营安全，一般需要对隧底进行加固处理。尤其当隧道穿越大型全充填溶洞时，一般充填溶洞底部边界以下多存在串珠状小溶洞，如附图1所示。在地质钻探时，由于其钻探孔位布置，不可能将下部处串珠状小溶洞均揭示，也就是说很多时候对下部串珠状小溶洞很难勘测到。如果我们不采取措施，后期运营过程中，由于反复列车动荷载作用，传至基础后，往往引起下部串珠状溶洞破坏、塌陷，造成隧底结构沉降开裂，影响运营安全。

本申请实用新型人发现，在全充填溶洞底部隧底存在串珠状溶洞时，有必要对下部的串珠状溶洞进行加固，而由于全充填溶洞的充填体与下方的岩体之间具有不同的特性，现有的加固结构无法满足这种情况下的加固和施工要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的：由于全充填溶洞的充填体与下方的岩体之间具有不同的特性，导致现有的加固结构无法满足这种情况下的加固和施工要求的问题，提供一种穿越大型全充填溶洞的隧底复合式加固结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种穿越大型全充填溶洞的隧底复合式加固结构，包括上部加固结构和下部加固结构，所述上部加固结构用于加固隧底的全充填溶洞的充填体，所述下部加固结构用于加固隧底岩体内的串珠状小溶洞。本实用新型提供的上述复合式加固结构，基于全充填溶洞的充填体与岩体的不同特性，分为上部加固结构和下部加固结构两个部分。施工时，可以根据全充填溶洞的充填体的特性设置上部加固结构，根据岩体的特性设置下部加固结构，使得更好地适应下部具有串珠状小溶洞的全充填溶洞的加固要求。

作为本实用新型的一种可选的方案，所述上部加固结构包括桩筏基础结构，所述桩筏基础结构包括桩基以及连接于所述桩基顶部的筏板；所述桩基的下端埋设于所述隧底下方的岩体中。

作为本实用新型的一种可选的方案，所述上部加固结构包括旋喷桩；所述旋喷桩的下端位于所述全充填溶洞与所述隧底岩体的交界处。

作为本实用新型的一种可选的方案，所述上部加固结构包括钢管桩；所述钢管桩的下端位于所述全充填溶洞与所述隧底岩体的交界处。

作为本实用新型的一种可选的方案，所述上部加固结构包括微型桩；所述微型桩的下端位于所述全充填溶洞与所述隧底岩体的交界处。

作为本实用新型的一种可选的方案，所述上部加固结构还包括垫层，所述垫层位于所述上部加固结构的顶部。

作为本实用新型的一种可选的方案，所述下部加固结构包括袖阀管注浆加固结构。

由于隧底串珠状小溶洞位于充填溶洞下部岩体中，在岩体中采用旋喷桩不可行的，若采用微型桩或桩筏结构，势必要大量增加桩长，增加投资，因此，基于下部串珠状小溶洞的特点，利用袖阀管注浆加固结构作为下部加固结构，充分利用袖阀管可控范围进行注浆的特点进行串珠状小溶洞的加固，避免桩长大幅度增加。上部加固结构则可以根据全充填溶洞充填体的实际情况进行灵活设置，既有利于施工，又能够避免大量增加成本。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

上部加固结构与下部加固结构采用不同的加固形式，上部加固结构与袖阀管注浆形成的下部结构相结合，充分利用袖阀管可控范围进行注浆的特点进行串珠状小溶洞的加固，避免桩长大幅度增加，既有利于施工操作，又能避免大量增加成本。

附图说明

图1是本全填充溶洞底部存在串珠状小溶洞时的结构示意图。

图2是本实用新型具体实施方式提供的第一加固区和第二加固区的相对位置示意图。

图3(a)是本实用新型实施例1提供的加固处理方法在步骤S1时第一加固区处的示意图。

图3(b)是本实用新型实施例1提供的加固处理方法在步骤S1时第二加固区处的示意图。

图4(a)是本实用新型实施例1提供的加固处理方法在步骤S2时第一加固区处的示意图。

图4(b)是本实用新型实施例1提供的加固处理方法在步骤S2时第二加固区处的示意图。

图5是本实用新型实施例1提供的复合加固结构的示意图。

图6(a)是本实用新型实施例2提供的加固处理方法在步骤S1时第一加固区处的示意图。

图6(b)是本实用新型实施例2提供的加固处理方法在步骤S1时第二加固区处的示意图。

图7(a)是本实用新型实施例2提供的加固处理方法在步骤S2时第一加固区处的示意图。

图7(b)是本实用新型实施例2提供的加固处理方法在步骤S2时第二加固区处的示意图。

图8是本实用新型实施例2提供的复合加固结构的示意图。

图9(a)是本实用新型实施例3提供的加固处理方法在步骤S1时第一加固区处的示意图。

图9(b)是本实用新型实施例3提供的加固处理方法在步骤S1时第二加固区处的示意图。

图10(a)是本实用新型实施例3提供的加固处理方法在步骤S2时第一加固区处的示意图。

图10(b)是本实用新型实施例3提供的加固处理方法在步骤S2时第二加固区处的示意图。

图11是本实用新型实施例3提供的复合加固结构的示意图。

图12(a)是本实用新型实施例4提供的加固处理方法在步骤S1时第一加固区处的示意图。

图12(b)是本实用新型实施例4提供的加固处理方法在步骤S1时第二加固区处的示意图。

图13(a)是本实用新型实施例4提供的加固处理方法在步骤S2时第一加固区处的示意图。

图13(b)是本实用新型实施例4提供的加固处理方法在步骤S2时第二加固区处的示意图。

图14是本实用新型实施例4提供的复合加固结构的示意图。

图标：1-隧道；20-初期支护；3-全充填溶洞；4-串珠状小溶洞；2-待加固处理的区域；2A-第一加固区；2B-第二加固区；31-袖阀管钻孔；30-袖阀管；40d-预埋管；40b-桩基；40a-筏板；80-二次衬砌；50-旋喷桩；51-垫层；60-钢管桩；70-微型桩。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参阅图1、图2、图3(a)、图3(b)、图4(a)、图4(b)及图5。

本实用新型实施例提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合式加固结构，其包括上部加固结构和下部加固结构。其中，上部加固结构位于隧底的全充填溶洞3范围内，用于加固隧底的全充填溶洞3部分。下部加固结构位于下部的串珠状小溶洞4范围内，用于加固隧底岩体中的串珠状小溶洞4部分。

上部加固结构包括桩筏基础结构，下部加固结构为袖阀管30注浆加固结构。

桩筏基础结构包括桩基40b以及连接于所述桩基40b顶部的筏板40a；所述桩基40b的下端埋设于所述隧底下方的岩体中。

本实用新型实施例还提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合加固施工方法，其用于施工形成上述的复合加固结构，该方法于隧道1开挖完成、并施作初期支护20后进行。在该方法中，沿隧道1的纵向方向，将待加固施工处理的位置分为两个区域，包括第一加固区2A和第二加固区2B，然后在第一加固区2A和第二加固区2B依次进行步骤S1、步骤S2和步骤S3：

S1.对第一加固区2A，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S1中，对第一加固区2A，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，同时对第二加固区2B，先开挖桩筏基础结构的桩孔，再固定袖阀管30注浆预埋管40d，然后灌注桩基40b；

S2.对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构，同时对第二加固区2B，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构；

具体的，本实施例中的S2中，对第一加固区2A，先开挖桩筏基础结构的桩孔，然后灌注桩基40b，再施工筏板40a；同时对第二加固区2B，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，然后填充在上述步骤S2中所形成的第二加固区2B上的袖阀管钻孔31，再施工筏板40a；

S3.在第一加固区2A和第二加固区2B对应的隧道1长度范围内，施作二次衬砌80。

重复步骤S1、S2和S3，直至隧道1该施工方法设计段落全长开挖完成。

本实用新型实施例提供的穿越大型全充填溶洞3的隧底复合加固结构的有益效果在于：

基于隧底充填体和充填溶洞下部边界以下的串珠状小溶洞4的不同性质，分别采用不同的加固措施。由于溶洞充填体多为黏土、碎石土等，采用旋喷桩50、微型桩70、钢管桩60或桩筏基础结构进行加固；而隧底串珠状小溶洞4位于充填溶洞下部岩体中，在岩体中采用旋喷桩50不可行的，若采用微型桩70或桩筏结构，势必要大量增加桩长，增加投资，因此，基于下部串珠状溶洞的特点，利用袖阀管30实现分段注浆的加固方式。

本实用新型实施例提供的穿越大型全充填溶洞3的隧底复合加固施工方法的有益效果在于：

对隧底的充填体和全充填溶洞3下部边界以下的串珠状小溶洞4的加固可以分区域同时开展，不需要在充填溶洞下部边界以下的串珠状小溶洞4加固处理完成后，再对上部充填体进行加固，从而增加作业面，缩短隧底加固时间。

实施例2

请参阅图1、图2、图6(a)、图6(b)、图7(a)、图7(b)及图8。

本实用新型实施例提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合式加固结构，其包括上部加固结构和下部加固结构。其中，上部加固结构位于隧底的全充填溶洞3范围内，用于加固隧底的全充填溶洞3部分。下部加固结构位于下部的串珠状小溶洞4范围内，用于加固隧底岩体中的串珠状小溶洞4部分。

上部加固结构包括垫层51和旋喷桩50结构，下部加固结构为袖阀管30注浆加固结构。垫层51位于上部加固结构的顶部。所述旋喷桩50的下端位于所述全充填溶洞3与所述隧底岩体的交界处.

本实用新型实施例还提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合加固施工方法，其用于施工形成上述的复合加固结构，该方法于隧道1开挖完成、并施作初期支护20后进行。在该方法中，沿隧道1的纵向方向，将待加固施工处理的位置分为两个区域，包括第一加固区2A和第二加固区2B，然后在第一加固区2A和第二加固区2B依次进行步骤S1、步骤S2、步骤S21和步骤S3：

S1.对第一加固区2A，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S1中，对第一加固区2A，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的旋喷桩50；

S2.对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构，同时对第二加固区2B，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S2中,对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的旋喷桩50，同时对第二加固区2B，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，然后填充在上述步骤S2中所形成的第二加固区2B上的袖阀管钻孔31；

S21.在第一加固区2A的顶部和第二加固区2B的顶部铺设垫层51；

S3.在第一加固区2A和第二加固区2B对应的隧道1长度范围内，施作二次衬砌80。

重复步骤S1、S2、S21和S3，直至隧道1该施工方法设计段落全长开挖完成。

实施例3

请参阅图1、图2、图9(a)、图9(b)、图10(a)、图10(b)及图11。

本实用新型实施例提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合式加固结构，其包括上部加固结构和下部加固结构。其中，上部加固结构位于隧底的全充填溶洞3范围内，用于加固隧底的全充填溶洞3部分。下部加固结构位于下部的串珠状小溶洞4范围内，用于加固隧底岩体中的串珠状小溶洞4部分。

上部加固结构包括垫层51和钢管桩60结构，下部加固结构为袖阀管30注浆加固结构。垫层51位于上部加固结构的顶部。钢管桩60的下端位于所述全充填溶洞3与所述隧底岩体的交界处。

本实用新型实施例还提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合加固施工方法，其用于施工形成上述的复合加固结构，该方法于隧道1开挖完成、并施作初期支护20后进行。在该方法中，沿隧道1的纵向方向，将待加固施工处理的位置分为两个区域，包括第一加固区2A和第二加固区2B，然后在第一加固区2A和第二加固区2B依次进行步骤S1、步骤S2、步骤S21和步骤S3：

S1.对第一加固区2A，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S1中，对第一加固区2A，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的钢管桩60；

S2.对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构，同时对第二加固区2B，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S2中,对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的钢管桩60，同时对第二加固区2B，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，然后填充在上述步骤S2中所形成的第二加固区2B上的袖阀管钻孔31；

S21.在第一加固区2A的顶部和第二加固区2B的顶部铺设垫层51；

S3.在第一加固区2A和第二加固区2B对应的隧道1长度范围内，施作二次衬砌80。

重复步骤S1、S2、S21和S3，直至隧道1该施工方法设计段落全长开挖完成。

实施例4

请参阅图1、图2、图12(a)、图12(b)、图13(a)、图13(b)及图14。

本实用新型实施例提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合式加固结构，其包括上部加固结构和下部加固结构。其中，上部加固结构位于隧底的全充填溶洞3范围内，用于加固隧底的全充填溶洞3部分。下部加固结构位于下部的串珠状小溶洞4范围内，用于加固隧底岩体中的串珠状小溶洞4部分。

上部加固结构包括垫层51和微型桩70结构，下部加固结构为袖阀管30注浆加固结构。垫层51位于上部加固结构的顶部。微型桩70的下端位于所述全充填溶洞3与所述隧底岩体的交界处.

本实用新型实施例还提供了一种穿越大型全充填溶洞3的隧底复合加固施工方法，其用于施工形成上述的复合加固结构，该方法于隧道1开挖完成、并施作初期支护20后进行。在该方法中，沿隧道1的纵向方向，将待加固施工处理的位置分为两个区域，包括第一加固区2A和第二加固区2B，然后在第一加固区2A和第二加固区2B依次进行步骤S1、步骤S2、步骤S21和步骤S3：

S1.对第一加固区2A，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S1中，对第一加固区2A，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，同时对第二加固区2B，施作上部全充填溶洞3范围内的微型桩70；

S2.对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的上部加固结构，同时对第二加固区2B，施作下部串珠状小溶洞4范围内的下部加固结构；

具体的，本实施例中的步骤S2中,对第一加固区2A，施作上部全充填溶洞3范围内的微型桩70，同时对第二加固区2B，施作袖阀管钻孔31，施作下部串珠状小溶洞4范围内的袖阀管30注浆加固，然后填充在上述步骤S2中所形成的第二加固区2B上的袖阀管钻孔31；

S21.在第一加固区2A的顶部和第二加固区2B的顶部铺设垫层51；

S3.在第一加固区2A和第二加固区2B对应的隧道1长度范围内，施作二次衬砌80。

重复步骤S1、S2、S21和S3，直至隧道1该施工方法设计段落全长开挖完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，包括上部加固结构和下部加固结构，所述上部加固结构用于加固隧底的全充填溶洞(3)的充填体，所述下部加固结构用于加固隧底岩体内的串珠状小溶洞(4)。

2.根据权利要求1所述的穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，所述上部加固结构包括桩筏基础结构，所述桩筏基础结构包括桩基(40b)以及连接于所述桩基(40b)顶部的筏板(40a)；

所述桩基(40b)的下端埋设于所述隧底下方的岩体中。

3.根据权利要求1所述的穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，所述上部加固结构包括旋喷桩(50)；

所述旋喷桩(50)的下端位于所述全充填溶洞(3)与所述隧底岩体的交界处。

4.根据权利要求1所述的穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，所述上部加固结构包括钢管桩(60)；

所述钢管桩(60)的下端位于所述全充填溶洞(3)与所述隧底岩体的交界处。

5.根据权利要求1所述的穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，所述上部加固结构包括微型桩(70)；

所述微型桩(70)的下端位于所述全充填溶洞(3)与所述隧底岩体的交界处。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，所述上部加固结构还包括垫层(51)，所述垫层(51)位于所述上部加固结构的顶部。

7.根据权利要求1所述的穿越大型全充填溶洞(3)的隧底复合式加固结构，其特征在于，所述下部加固结构包括袖阀管(30)注浆加固结构。

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