一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)。在高窄溶洞⑴內(nèi)，拱形剛性防護(hù)罩⑷位于隧道或平硐主體結(jié)構(gòu)⑵的上方，且拱形剛性防護(hù)罩⑷與主體結(jié)構(gòu)⑵之間設(shè)置有預(yù)留空間⑶，柔性的二元緩沖層位于拱形剛性防護(hù)罩⑷的上方，輔助排水裝置⑺穿透剛性防護(hù)罩，設(shè)置在弧形砂性土柔性緩沖層⑸的層底。其優(yōu)點(diǎn)在于能實(shí)現(xiàn)對高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)，能快速通過施工瓶頸地段，減少危巖落石對工程造成嚴(yán)重危害，又能保障隧道或平硐主體結(jié)構(gòu)施工及長期運(yùn)營的安全性、耐久性和可靠性。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種地下建筑
，具體地說是一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
我國部分省份廣泛分布有碳酸鹽巖，隧道或平硐穿越碳酸鹽巖地層時(shí)，不可避免的會遇到各種類型的巖溶溶洞。當(dāng)溶洞高度大、寬度窄時(shí)，溶洞側(cè)壁面積大、網(wǎng)噴支護(hù)難度大、成本高、安全性差，溶洞側(cè)壁一般會放棄支護(hù)，尤其是溶洞較長且其走向與隧道或平硐一致時(shí)。破碎巖中的原生裂隙和施工擾動等因素可能造成巖石塌落，由于高度大，落石的沖擊能量高，會給隧道或平硐的施工和運(yùn)營帶來一系列的困難，處理不當(dāng)，會帶來極大的危害。目前隧道或平硐遇到溶洞時(shí)，主要從溶洞頂板和主體結(jié)構(gòu)兩方面處理。即對溶洞頂板采取噴錨網(wǎng)、錨索、主動網(wǎng)等方式進(jìn)行防護(hù)，主體結(jié)構(gòu)則設(shè)置剛性緩沖結(jié)構(gòu)。但對于高窄溶洞，現(xiàn)有方式存在以下問題問題一溶洞高度大，側(cè)壁面積大，頂板防護(hù)時(shí)需要設(shè)置大量臨時(shí)支架、而狹窄空間又增加了施工難度，故施工周期長，造價(jià)較高。問題二 溶洞頂板網(wǎng)噴支護(hù)施工時(shí)可能誘發(fā)溶洞頂板巖塊掉落，施工過程中存在安全隱患，高窄溶洞網(wǎng)噴施工屬高空作業(yè)，也存在一定安全隱患。問題三主體結(jié)構(gòu)設(shè)置剛性緩沖時(shí)，考慮頂板可能發(fā)生的巖塊墜落，按照被動受力考慮，使得主體結(jié)構(gòu)過于厚重，不經(jīng)濟(jì)。問題四主體結(jié)構(gòu)設(shè)置剛性緩沖時(shí)，由于護(hù)拱與主體結(jié)構(gòu)是剛性接觸，落石沖擊荷載在短時(shí)間內(nèi)傳遞至主體結(jié)構(gòu)，極易造成主體結(jié)構(gòu)損傷與開裂，甚至破壞，影響運(yùn)營安全。問題五在溶洞不作全高度回填狀態(tài)下，溶洞積水不可避免。對于高窄溶洞，其水頭產(chǎn)生的壓力很大，應(yīng)對傳統(tǒng)防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行排水設(shè)計(jì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是為了解決上述
技術(shù)介紹
存在的不足，提供一種安全可靠、方便快捷的高窄溶洞防護(hù)結(jié)構(gòu)，使其能消除施工期安全隱患，保證運(yùn)營安全。本技術(shù)一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)，位于高窄溶洞I內(nèi)，拱形剛性防護(hù)罩4位于隧道或平硐主體結(jié)構(gòu)2的上方，且拱形剛性防護(hù)罩4與主體結(jié)構(gòu)2之間設(shè)置有預(yù)留空間3，柔性的二元緩沖層位于拱形剛性防護(hù)罩4的上方，輔助排水裝置7穿透剛性防護(hù)罩，設(shè)置在弧形砂性土柔性緩沖層5的層底。所述的柔性二元緩沖層為高彈材料柔性緩沖層6，砂性土柔性緩沖層5，且高彈材料柔性緩沖層6在上，砂性土柔性緩沖層5在下。所述剛性防護(hù)罩優(yōu)選為拱形，拱跨結(jié)構(gòu)跨越溶洞，以便合理傳遞落石沖擊能。所述拱形剛性防護(hù)罩的拱跨結(jié)構(gòu)矢跨比優(yōu)選為1/4 1/8。所述拱形剛性防護(hù)罩材料優(yōu)選為鋼筋混凝土或型鋼混凝土或纖維混凝土 (混凝土強(qiáng)度不低于C25)。所述拱形剛性防護(hù)罩應(yīng)坐落在穩(wěn)定巖石基礎(chǔ)上，最好利用硐壁作為外模板，以利充分接觸巖石基礎(chǔ)。所述柔性二元緩沖層中的高彈材料優(yōu)選為具有較強(qiáng)緩沖能力、抗腐蝕性、抗老化的彈性材料。所述柔性二元緩沖層中的高彈材料緩沖層優(yōu)選為圓管狀(Φ 250mm 1000mm)，且彼此緊扣成為結(jié)構(gòu)體，不少于三層，以利充分消能。所述柔性二元緩沖層中的砂性土緩沖層優(yōu)選為具有較粗顆粒(O. 25mm 2.00mm)、較好滲透性(滲透系數(shù)不小于O. 001cm/s)、有一定級配(泰波公式系數(shù)n=0. 35 O.45)的中粗砂(粒徑大于O. 25mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%)。 所述柔性二元緩沖層中的砂性土緩沖層應(yīng)具有一定的厚度(2m 10m)，以利充分消能，且能收集和疏導(dǎo)溶洞積水。拱形剛性防護(hù)罩與主體結(jié)構(gòu)之間預(yù)留一定的空間(O. 5m I. 5m),以隔離防護(hù)罩與主體結(jié)構(gòu)，避免主體結(jié)構(gòu)受沖擊破壞，且該預(yù)留空間可作為檢查和維護(hù)的通道。排水裝置應(yīng)穿透拱形剛性防護(hù)罩，設(shè)置在弧形砂性土柔性緩沖層層底，排水裝置應(yīng)有過濾功能(濾管孔隙率不小于25%，外罩尼龍網(wǎng)目數(shù)不少于40)，防止砂土流失。本技術(shù)一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是一、由于不需要進(jìn)行溶洞頂板與側(cè)壁網(wǎng)噴支護(hù)，而是采用了剛?cè)釓?fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu)，從根本上解決了傳統(tǒng)噴錨網(wǎng)防護(hù)安全性差、防護(hù)不到位的缺陷，保障了主體結(jié)構(gòu)的安全可靠。二、拱形剛性防護(hù)罩為拱跨結(jié)構(gòu)、外設(shè)柔性二元緩沖層，與傳統(tǒng)上只有剛性防護(hù)層相比，防護(hù)結(jié)構(gòu)不致過厚而不經(jīng)濟(jì)，但又能有效保障防護(hù)結(jié)構(gòu)的安全可靠。三、剛?cè)釓?fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)之間預(yù)留一定空間，而不是剛性接觸，實(shí)現(xiàn)了防護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的分離、消減了危巖落石直接對主體結(jié)構(gòu)的沖擊作用，也可以作為養(yǎng)護(hù)維修通道，方便對防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和維修。四、砂性土柔性緩沖層內(nèi)埋置排水裝置，快速消散溶洞內(nèi)積水，消減了高窄溶洞內(nèi)高水頭對防護(hù)層的壓力，有效保障了防護(hù)結(jié)構(gòu)的安全可靠。五、本技術(shù)特別適用于高窄溶洞防護(hù)，也可用于邊仰坡較陡、存在危巖落石地段的明洞結(jié)構(gòu)防護(hù)，在溶洞走向與主體結(jié)構(gòu)一致或相近時(shí)優(yōu)勢更加明顯。附圖說明圖I是本實(shí)施例橫斷面示意圖。圖2是圖I的縱斷面示意圖。圖中所示構(gòu)建、部位名稱及對應(yīng)的標(biāo)記高窄溶洞I、主體結(jié)構(gòu)2、預(yù)留空間3、拱形剛性防護(hù)罩4、砂性土柔性緩沖層5、高彈材料柔性緩沖層6、排水裝置7。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的特征做進(jìn)一步詳細(xì)說明根椐圖I和圖2所示，本技術(shù)一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)位于高窄溶洞I內(nèi)，拱形剛性防護(hù)罩4位于隧道或平硐主體結(jié)構(gòu)2的上方，且拱形剛性防護(hù)罩4與主體結(jié)構(gòu)2之間設(shè)置有預(yù)留空間3，柔性的二元緩沖層位于拱形剛性防護(hù)罩4的上方，輔助排水裝置7穿透拱形剛性防護(hù)罩，設(shè)置在弧形砂性土柔性緩沖層5的層底。所述的柔性二元緩沖層為高彈材料柔性緩沖層6，砂性土柔性緩沖層5，且高彈材料柔性緩沖層6在上，砂性土柔性緩沖層5在下。一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)是這樣實(shí)現(xiàn)的首先清理高窄溶洞I上的危石、表層覆蓋物，并進(jìn)行必要的高窄溶洞臨時(shí)防護(hù)，保證防護(hù)結(jié)構(gòu)施工期安全。清理拱形剛性防護(hù)罩4基腳，根據(jù)溶洞規(guī)模、主體結(jié)構(gòu)2寬度、落石大小與落距等確定防護(hù)罩基腳凈距，基腳應(yīng)位于穩(wěn)定危巖中，且以該穩(wěn)定圍巖為基腳外模板。根據(jù)溶洞規(guī)模、主體結(jié)構(gòu)寬度、落石大小與高度等確定拱形剛性防護(hù)罩4拱厚、拱高、拱跨，一般使得矢跨比在1/4 1/8之間，剛性防護(hù)罩材料選用鋼筋混凝土、型鋼混凝土或纖維混凝土。溶洞走向與主體結(jié)構(gòu)一致或相近，溶洞段較長時(shí)，拱形剛性防護(hù)罩4可分段制模、分段澆灌混凝土、分段養(yǎng)生，混凝土采用常規(guī)塌落度即可。溶洞段較短時(shí)，也可采用塌落度18cm以上的流態(tài)自密實(shí)混凝土泵送入模。剛性防護(hù)罩上預(yù)埋通氣管道、排水裝置7，且需留洞口作為后續(xù)施工人員與材料通道。拱形剛性防護(hù)罩4達(dá)到一定齡期后，即可施作砂性土柔性緩沖層5，其厚度一般取2 3m，落石質(zhì)量或落距巨大時(shí)，應(yīng)根據(jù)沖擊能優(yōu)選確定，不宜超過10m，級配中粗砂。溶洞段較長時(shí)，可采用高壓風(fēng)攜帶干砂，尾氣從通氣管道排出。吹砂前，完成排水裝置安裝與鋪設(shè)。修整砂性土柔性緩沖層5后，從預(yù)留洞口中運(yùn)送圓管狀高彈材料柔性緩沖層6，不少于三層彼此鏈接后，即可形成高彈材料柔性緩沖層6。應(yīng)注意選用較好緩沖能力、抗腐蝕性及抗老化好的彈性材料。在剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下，進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)2施工。注意在防護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)2之間預(yù)留一定的空間3，實(shí)現(xiàn)防護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的分離，也可作防護(hù)結(jié)構(gòu)檢修通道，排水裝置也安裝在該預(yù)留空間中。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：在高窄溶洞⑴內(nèi)，拱形剛性防護(hù)罩⑷位于隧道或平硐主體結(jié)構(gòu)⑵的上方，且拱形剛性防護(hù)罩⑷與主體結(jié)構(gòu)⑵之間設(shè)置有預(yù)留空間⑶，柔性的二元緩沖層位于拱形剛性防護(hù)罩⑷的上方，輔助排水裝置⑺穿透剛性防護(hù)罩，設(shè)置在弧形砂性土柔性緩沖層⑸的層底。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在高窄溶洞⑴內(nèi)，拱形剛性防護(hù)罩⑷位于隧道或平硐主體結(jié)構(gòu)⑵的上方，且拱形剛性防護(hù)罩⑷與主體結(jié)構(gòu)⑵之間設(shè)置有預(yù)留空間⑶，柔性的二元緩沖層位于拱形剛性防護(hù)罩⑷的上方，輔助排水裝置(7)穿透剛性防護(hù)罩，設(shè)置在弧形砂性土柔性緩沖層(5)的層底。2.根椐權(quán)利要求I所述的一種高窄溶洞的剛?cè)岫胤雷o(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的柔性二元緩沖層為高彈材料柔性緩沖層(6)和砂性土柔性緩沖層(5);其高彈材料柔性緩沖層(6)在上，砂性土柔性緩沖層(5)在下。3.根椐...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂文志，余火忠，湯小明，
申請(專利權(quán))人：中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：