技术领域
[0001] 本发明属于隧道穿越溶洞施工领域，尤其涉及一种隧道穿越大跨度富水溶洞的施工方法。
相关背景技术
[0002] 山体围岩中存在大型或大跨溶洞时，隧道穿越溶洞就会面临一系列技术难题，特别是穿越大跨富水溶洞时，溶洞内部水位的高低变化直接影响了隧道穿越的施工进度；目前针对这一问题，CN108979644A公开了一种富水隧道溶洞坍塌处理及隧道开挖施工方法，该法通过引水导洞和引水装置，成功将溶洞内的水分大量排出，进而为隧道穿越提供施工空间，但是该方法容易造成溶洞内水分过多的流失，造成溶洞稳定性变差，且没有考虑后期隧道运营过程中水位抬高对隧道的危害；另外，CN109812270A、CN114876568A、CN216518044U以及CN201110260206.4等公开的技术多是通过对溶洞进行注浆、封堵或填充的方式来实现隧道穿越溶洞的，然而这些技术在面临大跨富水溶洞时显得有些捉襟见肘，故只能针对小型溶洞进行临时处治，不能拿来作为隧道穿越大跨度富水溶洞的技术措施。
[0003] 因此，当前亟需寻找一种隧道穿越大跨度富水溶洞技术措施，解决富水溶洞内水位变化问题以及全面考虑富水溶洞稳定性和后期隧道运营的安全性。
具体实施方式
[0039] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0040] 实施例一
[0041] 作为一种实施例，如图1所示，这种隧道穿越大跨度富水溶洞的施工方法，包括如下施工步骤：
[0042] 步骤一、确定隧道2、逃生通道15以及引水洞13的空间位置：
[0043] 如图2和图3所示，根据已确定好的隧道2穿越路径，将逃生通道15在平面上与隧道2轴线沿着45°～60°的夹角设置在隧道2上方，并在富水溶洞6外侧壁上与隧道2相交，且逃生通道15在垂直剖面上与隧道2轴线的夹角为15°～20°之间，进而定好逃生通道15的空间位置；最后，再次根据已确定好的隧道2穿越路径以及逃生通道15的空间位置，将引水洞13在垂直剖面上与隧道2轴线沿着10°～15°的夹角设置在隧道2下方，而其在平面内的角度根据引水洞13的最短距离确定，引水洞13与富水溶洞6相交的洞口位置位于逃生通道15在与隧道2相交处的正下方，从而定好引水洞13的空间位置。
[0044] 步骤二、逃生通道15的开挖支护施工：
[0045] 根据已定好的逃生通道15的角度和空间位置，在借鉴钻爆法或盾构法的基础上，对逃生通道15进行快速开挖支护施工，直到逃生通道15施工至富水溶洞6外侧壁上为止。
[0046] 富水溶洞6内排水：
[0047] 如图4和图5所示，在已完工的逃生通道15顶部布设吊杆19，然后将连接有水泵27的排水管26沿着吊杆19固定在逃生通道15的上部，并将水泵27吊放到富水溶洞6中的水体11中，对富水溶洞6进行排水。
[0048] 步骤三、承重双排架10、上下平台28及竖向施工排架20安装：
[0049] 如图6所示，在富水溶洞6中的水位降至安全位置后，利用逃生通道15作为施工设备、材料和工人的出入口，首先进行承重双排架10的安装，承重双排架10对称布设在富水溶洞6的两侧壁周边，承重双排架10的顶部高度设置在穿越富水溶洞6的隧道2底部至引水洞13的洞口位置之间，然后，在引水洞13的洞口位置下方的承重双排架10上利用贝雷梁构件组装下平台28，便于引水洞13的施工作业，下平台28一端固定在承重双排架10上，下平台28的另一端固定在富水溶洞6侧壁上；之后，在靠近逃生通道15一侧的承重双排架10的连系平台22上安装竖向施工排架20，最后，在竖向施工排架20上安装上平台21，上平台21的构造与下平台28一致，上平台21的高度位于逃生通道15在富水溶洞6的出口处。
[0050] 引水洞13施工：
[0051] 如图7所示，首先，将水泵27位置提升到下平台28的底部，保证富水溶洞6中的最高水位不超过下平台28底部；然后，根据已确定的引水洞13的角度和空间位置，从山体的外侧向富水溶洞6方向进行引孔施工，所产生的碎石运送到引水洞13的山体以外；最后，利用下平台28作为施工平台，对引水洞13在富水溶洞6的出口处进行透水防护头14的安装，提高引水洞13的防护能力。
[0052] 步骤四、钢栈桥23搭设：
[0053] 图8所示，首先，拆除下平台28；然后，利用排水体系反向进行水体11回灌，使得富水溶洞6中水位上升到满足浮箱24组装的要求，之后，在富水溶洞6的水体11上进行浮箱24的组装，浮箱24的高度大于透水防护头14与钢栈桥23之间的静距，组装好的浮箱24利用钢索25固定在两侧的承重双排架10上；最后，借助浮箱24和承重双排架10顶部的连系平台22进行钢栈桥23的搭接组装，钢栈桥23的各单元采用贝雷梁构件。
[0054] 步骤五、在富水溶洞6中由内向外进行隧道2双向施工：
[0055] 如图9所示，首先，拆除浮箱24；之后，借鉴钻爆法，利用钢栈桥23作为施工平台，在富水溶洞6中由内向外进行隧道2双向爆破开挖支护施工，最后，利用钢栈桥23将石笼12吊放到富水溶洞6下部。
[0056] 墩柱7和预应力面板3施工：
[0057] 如图10所示，首先拆除钢栈桥23；然后在堆积的石笼12顶部布设密封找平层8；之后在密封找平层8上进行墩柱7好预应力面板3施工，两侧的墩柱7采用钢筋混凝土制作，并固定在承重双排架10顶部的连系平台22上，然后在墩柱7上安装好支座9，最后采用现浇预应力张拉法进行预应力面板3的施工，预应力面板3的高度与已施工的隧道2底部一致，且预应力面板3的两端固结到已施工的两侧隧道2底部。
[0058] 步骤六、山体围岩17内隧道2贯通：
[0059] 如图11所示，首先根据已确定的隧道2的空间位置，借鉴钻爆法或盾构法，在山体一侧从外向内进行一侧隧道2的开挖支护施工，直到与富水溶洞6中已施工完成的隧道2相互贯通。
[0060] 实施例二
[0061] 作为另一种实施例，本实施例二在实施例一的基础上提出一种更具体的隧道穿越大跨度富水溶洞的施工方法。
[0062] 步骤一中，根据富水溶洞6在山体围岩17中的空间位置以及富水溶洞6内水位的高低，首先确定好隧道2穿越路径，从富水溶洞6中部位置进行直线穿越，且隧道2的位置应在富水溶洞6中最高水位之上。
[0063] 步骤二中，对逃生通道15进行快速开挖支护施工的同时，在靠近富水溶洞6的逃生通道15的段落上部设置多组正交锚杆16对逃生通道15的顶部进行稳固，逃生通道15的开挖所产生的碎石运送到逃生通道15的山体以外。
[0064] 对富水溶洞6内排水时，水泵27首次吊放位置设置在承重双排架10与富水溶洞6相交处的下方位置处，将水位降到低处，便于后期承重双排架10的施工作业。
[0065] 步骤三中，承重双排架10是采用经过防锈措施处理后的型钢进行栓接组装形成的超静定永久承重构件，其下部嵌固到富水溶洞6外侧壁的基岩中，如有必要可以对其嵌固段进行扩大处理，进而增强其承载能力。承重双排架10上部为钢构件制作的连系平台22；竖向施工排架20也是采用钢构件组装形成的临时结构，竖向施工排架20上安装有一部电梯，便于设备、材料及工人的运输。
[0066] 步骤四中，根据浮箱24在组装钢栈桥23过程中的高度起伏变化，继续利用排水体系来控制富水溶洞6中水位的变化使之相适应，当浮箱24利用完成后，拆除掉排水体系。
[0067] 步骤五中，将连接有排风机的排风管沿着吊杆19固定在逃生通道15的上部，排风管内侧延伸到富水溶洞6内，形成排风系统18；隧道2双向开挖所产生的碎石有序装入石笼12中；当石笼12在富水溶洞6中的堆填高度达到承重双排架10顶部上连系平台22处时，停止对隧道2的双向施工，并对两侧隧道2的掌子面进行喷混密封。
[0068] 需要说明的，本实施例中与实施例一相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。
[0069] 实施例三
[0070] 作为另一种实施例，本实施例三在实施例一和二的基础上，提出这种隧道穿越大跨度富水溶洞的施工方法还包括：
[0071] 步骤六完成后，依次拆除逃生通道15中的排风系统18以及富水溶洞6中的上平台21、竖向施工排架20。
[0072] 完成大跨度富水溶洞6隧道2的穿越施工：
[0073] 如图12所示，首先在富水溶洞6段内的预应力面板3上采用现浇法或者预制法对富水溶洞6段内的穿越隧道2进行侧墙和顶拱施工，将预应力面板3作为隧道2的仰拱，进而完成富水溶洞6段内穿越隧道段1的施工；然后，在上平台21的空间部位所对应的穿越隧道2的顶拱上开孔，进行过渡通道5施工，并将过渡通道5连接至逃生通道15在富水溶洞6中的出入口处，使得逃生通道15与穿越隧道2实现连通，并正在过渡通道5下部设置逃生爬梯4至穿越隧道2内，从而完成大跨度富水溶洞6隧道2的穿越施工。
[0074] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
