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一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法
申请号	CN202011100863.8	申请日	2020-10-15	公开(公告)号	CN112282784A	公开(公告)日	2021-01-29
申请人	浙江省水利水电勘测设计院;			发明人	张宇弛; 赖勇; 王子健;
摘要	本发明公开了一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法，其步骤包括：S1、通过进人孔测量溶洞暗河的数据信息，结合地质超前预报成果，查明溶洞暗河与隧洞掌子面、拟开挖洞段的位置关系，并分析溶洞暗河相关特性；S2、从掌子面后方洞段调整原设计纵坡，通过拓深底板中部空间，增大隧洞纵坡，同时，在平面上调整线路偏移适当角度及方向，减小前方隧洞与溶洞暗河的相交长度。S3、隧洞改线后强支护交叉下穿溶洞暗河。本发明通过立面结合平面的空间避让方式，增强隧洞穿越溶洞效果，不改变原有暗河水系，施工作业面在已支护洞段，保证施工安全，适用于隧洞下穿近接溶洞暗河。
权利要求	1.一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤： S1、人员通过进人孔测量溶洞暗河的数据信息，包括沿程坐标、轮廓、高程、流量，并结合地质超前预报成果，查明溶洞暗河与隧洞掌子面、拟开挖洞段的位置关系，分析溶洞暗河的特性，包括规模、区域位置； S2、根据成果，从掌子面后方洞段调整原设计纵坡，通过拓深底板中部空间，增大隧洞纵坡，同时，在平面上调整线路偏移角度及方向，减小前方隧洞与溶洞暗河的相交长度； S3、隧洞改线后强支护交叉下穿溶洞暗河。 2.根据权利要求1所述的隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法，其特征在于：在步骤S2中，根据开挖过程中通车要求，所述调整后的隧洞穿越暗河时，洞顶距暗河底部的岩层厚度不小于2m。 3.根据权利要求1所述的隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法，其特征在于：在步骤S3中，所述强支护的措施为缩短开挖进尺，加强初期支护强度、缩短初期支护封闭时间，增加隧洞收敛变形、渗流监测次数。
说明书全文	一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法技术领域 [0001] 本发明涉及隧洞工程中穿越溶洞暗河的施工方法，尤其涉及一种钻爆法施工时近距离交叉下穿近接溶洞暗河的开挖及支护施工方法。背景技术 [0002] 随着我国水利工程、交通工程的不断发展，在岩溶区隧洞工程的施工过程中，有时不可避免遭遇岩溶断层破碎带、溶洞暗河等不良地质条件，给施工安全带来巨大隐患，并严重影响施工进度。 [0003] 隧洞岩溶地质问题的基本处理方法可概括为“引、堵、跨、绕”4种方法，“引”指采用导水管、涵管等系统，将岩溶水引排出隧洞范围，当隧洞涌水补给强烈，不适合单独采用“引”水措施；“跨”是针对巨型溶洞，可修建洞内渡槽、渠道等连接上下游隧洞段，不适用于小型溶洞；“绕”是对于难处理的溶洞，更改隧洞轴线，采取避让措施保证施工正常进行，不适用于大范围岩溶破碎带；“堵”是对采用灌浆、混凝土回填等手段封闭的方法，适用于小型溶洞，但破坏地下水环境。 [0004] 中国发明专利CN101922303B提供了一种隧道下穿暗河溶洞大厅处理方法，其步骤主要包括：1)查找暗河岩溶大厅的具体位置；2)开挖辅助坑道揭示暗河岩溶大厅；3)检查暗河大厅溶洞顶部围岩稳定性，对暗河大厅内的堆积体清理至高于隧洞顶部适当位置，并施做导流渠，暗河设置拦水坝；4)隧道两侧做钢筋混凝土底板，底板上向下实施钻孔注浆；5)暗挖通过处理后的暗河岩溶大厅。这一方法能有效避免暗河处理过程中可能发生的突水突泥现象，确保施工及运营的安全性和可靠性，但在无法进人的暗河不具备对暗河进行改线或改造条件时，这种方法不能有效解决下穿溶洞暗河的安全问题。发明内容 [0005] 本发明的目的在于提供一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法，无需对暗河进行改线或改造，通过对输水隧洞开挖及支护方案进行调整，实现交叉下穿近接溶洞暗河。通过局部降低已支护洞段的底坡，既不影响已支护洞段的结构安全，又有利于加大隧洞顶部与近接溶洞暗河的处置距离，提高安全性；本发明无需在暗河内施工，可避免小型暗河复杂地形地质条件下交通不便、无通风、照明等情况下的施工安全问题；本发明不改变暗河自身的水流通道，有利于水环境保护。 [0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： [0007] 一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工，包括以下步骤： [0008] S1、人员通过进人孔测量溶洞暗河的沿程坐标、轮廓、高程、流量等数据，并结合地质超前预报成果，查明溶洞暗河与隧洞掌子面、拟开挖洞段的位置关系，分析溶洞暗河规模、区域位置等特性； [0009] S2、根据成果，设计隧洞下穿溶洞暗河方案，从掌子面后方洞段调整原设计纵坡，通过拓深底板中部空间，增大隧洞纵坡，同时，在平面上调整线路偏移角度及方向，减小前方隧洞与溶洞暗河的相交长度。 [0010] S3、隧洞改线后强支护交叉下穿溶洞暗河。 [0011] 在步骤S2中，对所述底板中部空间进行拓深，避免两侧拓深造成已支护的钢拱架底部悬空，平面转弯需考虑开挖过程中通车要求，调整后隧洞穿越暗河时，洞顶距暗河底部的岩层厚度不小于2.0m。 [0012] 在步骤S3中，交叉下穿时应加强超前支护，缩短开挖进尺，加强初期支护强度、缩短初期支护封闭时间，增加隧洞收敛变形、渗流监测次数。 [0013] 本发明的有益效果是： [0014] 1)不影响已支护洞段的结构安全，有利于加大隧洞顶部与近接溶洞暗河的处置距离，增强了穿越效果，确保了施工安全和可靠性； [0015] 2)不改变暗河自身的水流通道，对地下水环境影响小； [0016] 3)相关施工组织及技术调整方案均在已实施输水隧洞段的工作面内完成，无需在暗河内施工，施工条件相对较好，对工期影响和相对较小。附图说明 [0017] 图1是本发明实施例的工作流程图； [0018] 图2是本发明实施例的隧洞平面示意图； [0019] 图3是本发明实施例的隧洞A—A剖视图； [0020] 图4是本发明实施例的掌子面纵剖面图； [0021] 图5是本发明实施例的掌子面B—B剖视图； [0022] 图中：1-原隧洞轴线；1a-改线隧洞轴线；2-溶洞大厅；2a-暗河；3-掌子面混凝土；3a-溶洞回填混凝土；4-进人孔；5-顶拱沙袋；6-顶拱钢拱架；6a-已架立钢拱架；7-底板拓深空间。具体实施方式 [0023] 下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。 [0024] 如图1～图4所示，本发明一种隧洞交叉下穿近接溶洞暗河的施工方法，其步骤如下： [0025] S1、组织测量勘察人员通过进人孔4对溶洞大厅2、暗河2a进行详细勘察，结合超前地质预报成果，得到溶洞大厅2、暗河2a的大致沿程坐标、溶洞底板及洞身断面尺寸等信息。采用掌子面混凝土3、溶洞回填混凝土3a、顶拱沙袋5、顶拱钢拱架6加固溶洞暗河2a附近洞段，保障施工安全。 [0026] S2、原隧洞轴线1与溶洞大厅2、暗河2a在前方近似平行，重新设计改线隧洞轴线1a的纵坡和平面转弯角度。为尽可能降低隧洞高程，增加穿越效果，从掌子面后方适当位置实施底板拓深空间7，仅对底板中部进行拓深，底板两侧已架立钢拱架6a的底部不进行拓深。平面转弯考虑开挖过程中通车要求，其转弯角度不宜超过60°，转弯半径不宜小于5倍洞径或洞宽，改线隧洞轴线1a相交下穿前方暗河2a，洞顶距暗河2a底部的岩层厚度不小于2.0m。 [0027] 步骤S3、待回填掌子面混凝土3、溶洞回填混凝土3a 凝固达到80％设计强度，可进行全断面二次开挖。在改线隧洞轴线1a临暗河2a一侧边墙以及下穿暗河2a时，拱顶加密周边孔，控制爆破参数，减小循环进尺至2m，且采用4根直径为42mm的注浆小导管加强支护，并加强隧洞收敛变形、渗流等方面的监控量测。 [0028] 上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本发明的保护范围。