[01530058]一种穿越不良地质隧道套桥地下结构及施工方法

1.课题来源与背景 随着铁路、公路的蓬勃发展,不可避免的将要在岩溶地区修建隧道工程,据调查研究我国正在岩溶地区修建并将继续修建大量的铁路隧道和公路隧道。在岩溶地区速调修建过程中,不可避免的退到地下洞穴室的悬空（即溶洞）、地下暗河、软弱地层等地质灾害问题,尤其是隧道穿越富水充填溶洞时,这类隧道经常围岩软弱破碎,地质条件极差,给工程施工和运营带来极大的危害。目前对于暗挖隧道基础的处理方法较多,常采用板梁跨越、换填等方法,板梁跨越受距离的限制,对于较大溶洞的充填会造成资源的浪费,软弱地层换填对深度适用性差。此外,隧道结构的排水系统是否通畅也对结构的安全起着相当重要的作用,现有的隧道排水系统,大多数排水管道都是隐蔽工程,施工质量难以保证,在隧道的施工中难免会挤压排水管道,造成排水的不通畅。隧道路面车辆的行驶会带来荷载以及尾气二氧化碳的排放,如果隧道不够封闭,则二氧化碳会加快对围岩的溶解速度,进一步影响着隧道的稳定性。此外,当隧道穿越岩溶地区,隧道周围地下水很丰富,围岩本身强度低、稳定性差,围岩应力只能作用支护结构上,无法有效的释放或传递。因此,现有的支护结构尚不足以应对这些极不利情况,往往会造成隧道的大变形、沉降量大等问题,甚至导致隧道坍塌破坏。所以工程界希望有一种结构稳定、变形小、可以跨越不良地质的新型隧道支护结构。 2.技术原理及性能指标 支护原理：第一类支承桩下端打入稳定层,通过异径连接器与钢管拱架相连,并向第一类支承桩内放入钢筋骨架压力注入混凝土,地梁连续纵向的第一类支承桩管片嵌套在钢管拱架上表面,形成一个初次衬砌体系;箱梁仰拱、盖梁、第二类支承桩构成套桥结构;衬砌体系与套桥结构通过箱梁仰拱与两侧地梁各自预留的钢筋浇筑连接成整体,这种组合结构刚度大、整体性好,可以有效的承载、传递围岩压力,释放水压力。桥梁跨越原理：木结构时隧道支护结构和桥梁结构相结合的一种新的隧道结构,主要运用桥梁结构跨越能力强,当隧道退到溶洞、地下暗河、软弱地基层等不良地质,提供一种隧道地基处理的方法。地基处理原理：结构下部的支承桩侧壁开有出浆孔,混凝土浆液通过出浆孔渗入桩周围的岩体裂隙之中,时裂隙的岩体胶固在一起,增加岩体地基的承载能力。 3.技术的创造性与先进性 该结构是一种全新的隧道结构,第一类支承桩、管片、钢管拱架和地梁组成衬砌体系,这种衬砌结构刚度大,可以有效地抵抗围岩体 的变形;第二类支承桩、盖梁和箱梁仰拱构成了套桥结构,具有桥梁结构跨越能力,可以跨越溶洞、地下暗河、软弱地基等不良地质;初次衬砌体系与套桥结构通过箱梁仰拱与两侧地梁各自预留的钢筋现浇连接成整体,因此该结构具有整体性强、承载力大、封闭性好等特点。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 现已成熟掌握本成果的工艺流程,广泛适用于不良地质隧道工程,整体性强,承载力大,能有效解决不良地质隧道工程所引起的围岩破坏等问题。 5.应用情况及存在的问题 已经与企业合作将技术应用于不良地质隧道工程中,仍需扩大推广应用范围 6.历年获奖情况 无