一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构及施工方法，属于溶洞群隧道施工技术领域，地基梁结构，包括垫台和预应力梁，垫台设置在预应力梁的底部，预应力梁设置在仰拱的底部，探测选取溶洞完整基岩区域作为垫台的基桩，预应力梁沿隧道路线方向设置，垫台包括承台和水平传力构造板，承台设置在基桩上，水平传力构造板设置在承台上，预应力梁设置在水平传力构造板上。在梁底布置临时支撑，为梁体浇筑混凝土提供竖向支撑力。在张拉预应力前，清除梁底临时支撑和四周浇筑模板，为张拉预应力时梁体纵向变形提供空间，在原临时支撑位置处注入自膨胀水泥砂浆充填，使梁体与梁底岩体紧密接触，发挥梁底岩体承载能力。发挥梁底岩体承载能力。发挥梁底岩体承载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及溶洞群隧道施工
，尤其涉及一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构及施工方法。

技术介绍

[0002]现有拱腰以上隧道开挖面外溶洞发育深度大于2.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的情况：主要有以下两种处理情况：
[0003](1)溶洞内无填充物有水：采用泵送C30砼浇筑，最薄厚度不小于80cm，要求两侧嵌入岩石内不小于50cm，并施作约1.2*1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m。以上施工完后再施作原结构的喷射砼和钢筋网初期支护等。对此处隧道进行扩挖，埋设HDPE波纹管连通原溶洞水路，并通过钢筋砼管接入中心排水管沟中。(2)溶洞内无填充物无水：采用泵送C30砼浇筑，最薄厚度不小于80cm，要求两侧嵌入岩石内不小于50cm，并施作约 1.2*1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m。以上施工完后再施作原结构的喷射砼和钢筋网初期支护等。施工时注意预埋HDPE双壁波纹管。
[0004]现有拱腰以上隧道开挖面外溶洞发育深度大于2.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的溶洞以及基地溶洞发育深度大于5.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的处理情况。(1)基底大溶洞：采用架设钢筋砼桥板通过，应保证板两端架设与稳固基础上，基地承载力大于1200kPa，否则应进行处治。拱腰溶洞内有填充物：全环改用加强型衬砌。(2)施工时先水平施作超前支护措施，开挖采用预裂爆破，施作钢拱架，注意钢架基脚处适当扩挖，保证基础牢靠；然后施作锁脚锚杆，铺钢筋网，二次衬砌可根据溶洞发育情况，考虑采用钢筋砼结构。施工时注意预埋HDPE透水管并加密此地段环向排水管。
[0005]现有基础及路面下大型溶洞，需采用跨越处理的情况，主要有以下两种处理情况：(1)溶洞在某一方向宽度较窄：采用钢筋混凝土梁跨越，梁高50～ 100cm。施工时注意预埋HDPE透水管。(2)溶洞发育相对较宽：采用设扩大基础或桩基，并设钢筋混凝土梁跨越。施工时注意预埋HDPE透水管。
[0006]现有技术主要是针对溶洞在某一方向宽度较窄或基础及路面下大型溶洞发育相对较宽、溶洞侵入隧道轮廓范围较小等情况，采用钢筋混凝土梁跨越、设扩大基础或桩基，并设钢筋混凝土梁跨越或架设钢筋砼桥板通过。当溶洞存在填充物水时，埋设HDPE透水管排水。当前设计并无专门针对隧道跨越大型连通型隐伏溶洞群的处治措施方案，本专利技术提供一种跨越大型连通型隐伏溶洞群的多跨预应力弹性地基梁结构及其施工方法，解决现有技术的溶洞内钢筋砼梁桩基施工困难、难以承受纵向变形、洞内预应力施加困难等问题，为上部隧道结构穿越复杂溶洞群提供保障，确保隧道结构安全。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构及施工方法，解决
技术介绍
中提到的技术问题。
[0008]一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，包括垫台和预应力梁，垫台设置在预应力梁的底部，预应力梁设置在仰拱的底部，探测选取溶洞完整基岩区域作为垫台的基桩，预应力梁沿隧道路线方向设置，采用现场现浇方式施工，垫台包括承台和水平传力构造板，承台设置在基桩上，水平传力构造板设置在承台上，预应力梁设置在水平传力构造板上。
[0009]进一步地，预应力梁包括第一预应力梁和第二预应力梁，第一预应力梁和第二预应力梁水平平行设置，底部均设置有垫台，第一预应力梁和第二预应力梁均包括厚钢板和钢筋混凝土梁体，厚钢板水平设置在垫台上，钢筋混凝土梁体设置在厚钢板上，厚钢板作为钢筋混凝土梁体浇筑模板，第一预应力梁和第二预应力梁之间的间隙和两侧间隙均注入自膨胀水泥砂浆充填。
[0010]进一步地，承台包括混凝土垫体和临时支撑底模，混凝土垫体设置在基桩上，且设置为凸型结构，临时支撑底模设置在混凝土垫体顶部两侧，临时支撑底模与混凝土垫体的凸顶相平，预应力梁在预应力筋张拉前先将临时支撑底模拆除。
[0011]进一步地，水平传力构造板由两块不锈钢板组成，两块不锈钢板相互叠在混凝土垫体的凸顶上，在张拉预应力时，两块不锈钢板之间相互滑动，使预应力梁在纵向方向上实现变形，在梁体上施加上预应力，在张拉完预应力后，临时支撑底模的拆除空隙注入自膨胀水泥砂浆充填密实。
[0012]进一步地，当探测选取溶洞的基岩区域不符合基桩规格大小时，在基岩区域的周围设置若干根微型桩，微型桩包括石砼、纵向钢筋、箍筋和钢管护壁，箍筋设置在若干根纵向钢筋的外侧，纵向钢筋和箍筋放入钢管护壁内，然后浇筑石砼，微型桩的深度不小于10米。
[0013]进一步地，还设置有排水结构，排水结构包括引水构造和导水构造，引水构造用于将溶洞内的水引流至导水构造，导水构造用于汇水，同时对于流速较快的水流起缓冲消能作用，避免形成突发高水压，引水构造包括连通上下溶洞的预埋顶端排水管和回填在下方溶洞的回填片石，预埋顶端排水管用于将上方溶洞的水引流到上下溶洞的回填片石缝隙中。
[0014]进一步地，导水构造包括导流槽和引流管，导流槽设置在仰拱底的底部，导流槽设置为向下开口结构，引流管设置在回填片石之间，引流管将回填片石之间缝隙与导流槽连通，排水结构还包括排水管、轻质泡沫混凝土缓冲层和混凝土层，导流槽设置在预应力梁与回填片石之间，排水管设置在仰拱底的上方，轻质泡沫混凝土缓冲层设置在混凝土层的上方，顶端排水管预埋在轻质泡沫混凝土缓冲层、混凝土层、回填片石内部。
[0015]一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构的施工方法，基槽开挖或弱爆破开挖，施作初期支护，形成梁浇筑空间，施工临时支撑，锁脚钢管桩，选取完整基岩区域作为预应力梁垫台，对于面积不符合的垫台区域规格大小的，采用在基岩区域的外侧设置微型桩的方式扩大垫台区域，施作垫台支座，布置全梁通长型钢，回填水泥砂浆找平，其上布置临时支撑底模，临时支撑底模上部设置一块厚不锈钢垫板作为浇筑模板，在预应力梁左右两侧预留空隙，采用钢板和钢筋作为侧模板，绑扎钢筋，预埋预应力孔道，分段浇筑跨越梁，清除梁底临时支撑及浇筑模板，张拉预应力筋，封锚，在原临时支撑底模及侧模板位置处注入自膨胀水泥砂浆充填，浇筑后浇带。
[0016]进一步地，选取完整基岩区域作为预应力梁垫台的过程为，对梁底岩体向下钻孔探测，排除存在隐伏溶洞的区域，选取完整基岩区域作为预应力梁垫台，微型桩有效桩径不小于20cm，桩顶应嵌入混凝土垫台50cm，微型桩嵌入完整基岩不小于8m，桩长不小于10m，微型桩采用细石混凝土浇筑，桩身强度不小于C50，细石骨料颗粒不大于1.5cm，每根桩内均匀布置4根Φ18 的纵向通长钢筋，箍筋采用Φ8钢筋，桩两端箍筋间距为10cm，中间间距为 20cm，钢筋笼连接时采用焊接，焊接长度不小于10倍钢筋直径，钻孔过程中采用钢管护壁，施工完成，凿除桩顶50cm的混凝土，露出钢筋，浇筑C30 混凝土垫台，垫台内设有总共三层直径18钢筋网，间距20
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20cm,净保护层 4cm，在承台凸起支座处增加一层18钢筋网，间距为10
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10cm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：包括垫台和预应力梁，垫台设置在预应力梁的底部，预应力梁设置在仰拱的底部，探测选取溶洞完整基岩区域作为垫台的基桩，预应力梁沿隧道路线方向设置，采用现场现浇方式施工，垫台包括承台和水平传力构造板，承台设置在基桩上，水平传力构造板设置在承台上，预应力梁设置在水平传力构造板上。2.根据权利要求1所述的一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：预应力梁包括第一预应力梁和第二预应力梁，第一预应力梁和第二预应力梁水平平行设置，底部均设置有垫台，第一预应力梁和第二预应力梁均包括厚钢板和钢筋混凝土梁体，厚钢板水平设置在垫台上，钢筋混凝土梁体设置在厚钢板上，厚钢板作为钢筋混凝土梁体浇筑模板，第一预应力梁和第二预应力梁之间的间隙和两侧间隙均注入自膨胀水泥砂浆充填。3.根据权利要求2所述的一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：承台包括混凝土垫体和临时支撑底模，混凝土垫体设置在基桩上，且设置为凸型结构，临时支撑底模设置在混凝土垫体顶部两侧，临时支撑底模与混凝土垫体的凸顶相平，预应力梁在预应力筋张拉前先将临时支撑底模拆除。4.根据权利要求3所述的一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：水平传力构造板由两块不锈钢板组成，两块不锈钢板相互叠在混凝土垫体的凸顶上，在张拉预应力时，两块不锈钢板之间相互滑动，使预应力梁在纵向方向上实现变形，在梁体上施加上预应力，在张拉完预应力后，临时支撑底模的拆除空隙注入自膨胀水泥砂浆充填密实。5.根据权利要求4所述的一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：当探测选取溶洞的基岩区域不符合基桩规格大小时，在基岩区域的周围设置若干根微型桩，微型桩包括石砼、纵向钢筋、箍筋和钢管护壁，箍筋设置在若干根纵向钢筋的外侧，纵向钢筋和箍筋放入钢管护壁内，然后浇筑石砼，微型桩的深度不小于10米。6.根据权利要求5所述的一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：还设置有排水结构，排水结构包括引水构造和导水构造，引水构造用于将溶洞内的水引流至导水构造，导水构造用于汇水，同时对于流速较快的水流起缓冲消能作用，避免形成突发高水压，引水构造包括连通上下溶洞的预埋顶端排水管和回填在下方溶洞的回填片石，预埋顶端排水管用于将上方溶洞的水引流到上下溶洞的回填片石缝隙中。7.根据权利要求6所述的一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构，其特征在于：导水构造包括导流槽和引流管，导流槽设置在仰拱底的底部，导流槽设置为向下开口结构，引流管设置在回填片石之间，引流管将回填片石之间缝隙与导流槽连通，排水结构还包括排水管、轻质泡沫混凝土缓冲层和混凝土层，导流槽设置在预应力梁与回填片石之间，排水管设置在仰拱底的上方，轻质泡沫混凝土缓冲层设置在混凝土层的上方，顶端排水管预埋在轻质泡沫混凝土缓冲层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祥，骆俊晖，梁俊海，宋伟，徐龙旺，韦勇克，周东迎，陈人豪，王鸣冠，郭懿，张观树，吴春伟，刘家庆，王红伟，黄海峰，
申请(专利权)人：广西北投交通养护科技集团有限公司广西新发展交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：