一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱及施作方法技术

本发明专利技术涉及隧洞岩溶涌水灾害治理技术领域，具体公开一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱及施作方法，本发明专利技术采取双层钢拱架

【技术实现步骤摘要】
一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱及施作方法


[0001]本专利技术涉及隧洞岩溶涌水灾害治理
，尤其涉及一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱及施作方法
。

技术介绍

[0002]当前，在岩溶地区修建水工隧洞，隧洞一般位于地下水位以下，断面较小，开挖揭露的溶洞
、
岩溶管道的涌水，通常采用的处理方法：
[0003]1.
采用常规单层钢拱架进行一衬支护，但是对于深埋隧洞，涌水流量较大的岩溶管道，地下水位高
、
水压力大，一般的钢拱架不能够满足施工期隧洞变形和深埋高水压力作用的承载力要求，不能够保证施工期安全
。
[0004]2.
采用钢筋混凝土拱结构进行一衬支护，但是在小断面隧洞中绑扎焊接钢筋
、
安装拱模板
、
泵送浇筑混凝土施工工序多
、
时间长，不能满足隧洞开挖后及时进行一衬支护的快速支护要求，围岩长时间暴露有垮塌的风险
。
[0005]考虑到在岩溶地区小断面深埋隧洞施工，开挖揭露的溶洞
、
岩溶管道涌水灾害频发，现有的一衬支护结构难以满足承载力和安全施工的快速支护时间要求
。
为此，本专利技术提出了一种应用于深埋隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱及施作方法，以解决现有技术中存在的问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱及施作方法，以解决上述现有技术存在的问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱，包括：
[0008]若干组受力骨架，若干组所述受力骨架沿掘进方向依次设置；
[0009]钢筋网，所述钢筋网设置有两层，所述受力骨架设置于两层所述钢筋网之间，且相邻两组所述受力骨架通过所述钢筋网连接固定；
[0010]拱体，所述拱体由混凝土喷射形成，所述受力骨架
、
所述钢筋网均设置于所述拱体内；
[0011]排水管，所述排水管固定嵌设在所述拱体中，所述拱体的内外两侧通过所述排水管连通，所述排水管位于所述拱体内侧的一端安装有排水阀门
。
[0012]优选的，每组所述受力骨架包括沿掘进方向等间距设置的若干个拱架，若干个所述拱架之间通过所述钢筋网连接固定；
[0013]所述拱架为双层结构，所述拱架的内层与外层之间固定设置有连接件
。
[0014]优选的，所述拱架采用工字钢制作，所述拱架分为底拱
、
侧拱和顶拱，所述底拱与所述侧拱之间
、
所述侧拱与所述顶拱之间均通过连接端板和连接螺栓连接固定
。
[0015]优选的，所述连接件采用工字钢制作，所述连接件的两端均固定连接有连接端板，
所述连接件两端的所述连接端板分别与所述拱架的内层
、
外层通过连接螺栓连接固定
。
[0016]优选的，还包括若干根锚杆，所述锚杆嵌入至隧洞的围岩内，所述锚杆与所述受力骨架连接固定
。
[0017]优选的，所述拱架上开设有预留钢筋槽孔，所述钢筋网设置于所述预留钢筋槽孔内，所述钢筋网通过预制卡扣与所述拱架连接固定
。
[0018]本专利技术还提供了一种套拱的施作方法，包括以下步骤：
[0019]淤泥清理；隧洞岩溶管道溶腔揭露到位后，及时退出掘进机，利用小型挖机对突出的淤泥进行清理，装载运输至隧洞外设置的临时渣场，统一集中外运；
[0020]底板承载力试验；淤泥清理到位后，对隧洞底板进行承载力试验；若底板承载力不符合要求，采取换填的方式对隧洞底板进行处理，对于小断面隧洞，考虑现场实际情况，一般采用坚硬毛石进行换填，换填的深度
、
长度和宽度以满足承载力的要求为宜，换填过程中用
20t
装载机来回碾压密实；若底板承载力符合要求，进行下一工序施工；
[0021]隧洞扩挖；底板换填到位后，对隧洞断面进行扩挖，待溶腔内泥及水基本完全释放，涌水水量趋于稳定，溶腔完全揭露，对隧洞进行扩挖；扩挖要求：起止位置为涌水点桩号前后2～3倍洞长，在原设计隧洞开挖断面基础上扩挖宽度为
500mm
～
1000mm
，起止段
2m
为扩挖渐变段；
[0022]底板垫层施工；断面扩挖结束后进行底板
C25
混凝土垫层施工，施工时，在混凝土中增加早强剂，以便于混凝土缩短凝固时间，垫层浇筑完成后进行找平，以便于套拱的安装；
[0023]排水管及排水阀门安装；在岩溶通道位置安装排水钢管，并同步安装排水阀门，在套拱施工过程中排水阀门为打开状态，便于排水，避免套拱结构提前承受水压力；套拱结构强度达到设计要求后，再关闭排水阀门；
[0024]套拱施工；底板垫层施工结束后，对套拱施工；施工时，先安装底拱双层工字钢，再安装侧拱及顶拱双层工字钢，并利用连接螺栓进行连接，同步进行双层钢筋网的绑扎，钢筋网采用
Φ
18
钢筋，纵向
、
横向钢筋间距均为
200mm
；上述工序结束后立即喷射
C25
混凝土，喷射工艺按设计和规范要求
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0026]1、
本专利技术套拱所采用的零部件均可在工厂标准化生产制作，机械化程度高
。
[0027]2、
本专利技术套拱在隧洞内装配式安装，无需焊接，方便快捷，施工安装速度快，缩短围岩暴露时间，避免了围岩长时间暴露垮塌的风险
。
[0028]3、
本专利技术能够有效的防止施工期隧洞变形和满足深埋高水压力作用的承载力要求，解决了深埋水工隧洞岩溶管道涌水高水压
、
高承载力及变形的支护问题
。
[0029]4、
本专利技术采取双层钢拱架
+
双层钢筋网片
+
喷射混凝土装配式组合的新型套拱支护结构，解决了在水工隧洞中采用钢筋混凝土拱结构进行一衬支护的焊接钢筋
、
安装拱模板
、
浇筑混凝土施工工序多
、
耗时长的问题，解决了隧洞开挖后快速支护的问题，施工时间缩短一半以上
。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0031]图1为本专利技术套拱的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术套拱结构隧洞施工图；
[0033]其中：
1、
拱架；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种深埋小断面隧洞岩溶涌水灾害治理的套拱，其特征在于，包括：若干组受力骨架，若干组所述受力骨架沿掘进方向依次设置；钢筋网
(5)
，所述钢筋网
(5)
设置有两层，所述受力骨架设置于两层所述钢筋网
(5)
之间，且相邻两组所述受力骨架通过所述钢筋网
(5)
连接固定；拱体
(8)
，所述拱体
(8)
由混凝土喷射形成，所述受力骨架
、
所述钢筋网
(5)
均设置于所述拱体
(8)
内；排水管
(6)
，所述排水管
(6)
固定嵌设在所述拱体
(8)
中，所述拱体
(8)
的内外两侧通过所述排水管
(6)
连通，所述排水管
(6)
位于所述拱体
(8)
内侧的一端安装有排水阀门
(7)。2.
根据权利要求1所述的套拱，其特征在于，每组所述受力骨架包括沿掘进方向等间距设置的若干个拱架
(1)
，若干个所述拱架
(1)
之间通过所述钢筋网
(5)
连接固定；所述拱架
(1)
为双层结构，所述拱架
(1)
的内层与外层之间固定设置有连接件
(2)。3.
根据权利要求2所述的套拱，其特征在于，所述拱架
(1)
采用工字钢制作，所述拱架
(1)
分为底拱
、
侧拱和顶拱，所述底拱与所述侧拱之间
、
所述侧拱与所述顶拱之间均通过连接端板
(3)
和连接螺栓
(4)
连接固定
。4.
根据权利要求2所述的套拱，其特征在于，所述连接件
(2)
采用工字钢制作，所述连接件
(2)
的两端均固定连接有连接端板
(3)
，所述连接件
(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶生华，陆俊，明攀，王涛，舒伟，董锋，
申请(专利权)人：贵阳水资源开发投资有限公司，
类型：发明
国别省市：