隧道穿越大型巖溶區(qū)時的施工處理方案

韋培富

(貴州省交通科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)

1 隧道左線ZK66+461～ZK66+486段溶洞處理

左線ZK66+461～ZK66+486段溶洞頂與隧道底板之間巖體基本為中風(fēng)化灰?guī)r，厚度為16.93～35.78 m。經(jīng)計算，該段隧道底板巖柱能夠滿足承載力要求，但因左線隧道施工爆破對其進(jìn)行了擾動，造成部分頂板巖體失穩(wěn)，為確保左線溶腔在后期運(yùn)營中的安全，對左線隧道影響范圍內(nèi)的溶腔頂部采用噴錨進(jìn)行加固防護(hù)。噴射混凝土厚10 cm;錨桿采用φ22藥卷錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長4 m;鋼筋網(wǎng)采用φ6.5，間距為25 cm×25 cm。

2 隧道右線YK66+459～YK66+516段溶洞處理

經(jīng)過對回填方案和跨域方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，最終選定處置方案為回填方案，回填方案回填材料采用漿砌片石，具體方案如下。

(1)溶洞洞腔防護(hù)

①右線YK66+459～YK66+476段溶洞頂與隧道底板之間巖體基本為中風(fēng)化灰?guī)r，隧道底板厚度14.89～29.52 m。通過YK66+476～YK66+516段隧道底板的回填減跨后，經(jīng)計算，該段隧道底板巖柱能夠滿足承載力要求，僅需對部分因前期隧道開挖爆破受擾動后的溶腔頂板進(jìn)行噴錨加固防護(hù)即可。噴射混凝土厚10 cm;錨桿采用φ22藥卷錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長4 m;鋼筋網(wǎng)采用φ6.5，間距為25 cm×25 cm。

②YK66+488～YK66+515隧道拱部洞腔進(jìn)行清危后噴錨防護(hù)，防護(hù)方式同①。

③對YK66+500～YK66+510左右內(nèi)隧底頂板厚度極薄處的危巖進(jìn)行揭露清理，并視揭露情況進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)，防護(hù)方式同②上。

④對YK66+476～YK66+516段隧底溶洞腔頂部進(jìn)行清危，并視清危情況對潛在危巖體進(jìn)行噴錨防護(hù)，防護(hù)方式同③。

(2)洞腔回填設(shè)計

對YK66+500～YK66+510左右內(nèi)隧底頂板厚度極薄處的危巖進(jìn)行揭露清理后，以此為進(jìn)入隧底處的工作面，搭設(shè)施工平臺，對YK66+476～YK66+516隧底處洞腔采用M7.5漿砌片石進(jìn)行回填?；靥顚挾葹樗淼酪r砌中線兩側(cè)各7.5 m，總寬15 m，回填坡率為1∶0.3?；靥钋皯?yīng)先對回填范圍內(nèi)基礎(chǔ)進(jìn)行清淤、清渣(原溶洞內(nèi)垮塌的石渣)，并要求基底地基承載力大于0.8 MPa。

存在隧道巖石底板部位的漿砌片石為保證回填密實，應(yīng)預(yù)留注漿管于接觸面采用間歇式注漿方式灌注水泥砂漿;隧道底板為空的部位，應(yīng)在漿砌片石表面采用C20水泥混凝土進(jìn)行找平，找平層厚10 cm。

回填前根據(jù)原洞腔地下水流水方向預(yù)埋Ф100 cm的HDPE管涵，確保溶洞內(nèi)水路暢通。

(3)隧道結(jié)構(gòu)

①YK66+480～YK66+488、YK66+515～YK66+520隧道邊墻及拱部無溶洞段，隧道已開挖，初期支護(hù)已施做完畢，二次襯砌采用45 cm厚鋼筋混凝土，不設(shè)仰拱。

②YK66+488～YK66+515隧道邊墻及拱部均為空洞段，采用45 cm厚鋼筋混凝土明洞型襯砌(不設(shè)仰拱)+外設(shè)80 cm厚鋼拱架護(hù)拱(內(nèi)設(shè)I18工字鋼骨架，間距為60 cm)進(jìn)行支護(hù)。

(4)回填方案施工工序

①隧道洞頂溶洞空腔清危，初步防護(hù)。搭設(shè)施工平臺，清除YK66+488～YK66+516段隧道洞頂溶洞空腔內(nèi)的危巖體，并進(jìn)行噴錨防護(hù)，確保在該巨型空腔下施工作業(yè)安全;

②對YK66+500～YK66+510左右內(nèi)隧底頂板厚度極薄處的危巖進(jìn)行揭露清理，并視揭露情況進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)，為下一步進(jìn)入隧底內(nèi)溶洞洞腔的施工創(chuàng)造相對安全的環(huán)境;

③進(jìn)入隧底洞腔的施工準(zhǔn)備。搭設(shè)施工升降平臺，升降平臺周邊洞腔清危及防護(hù);

④隧道洞腔施工前準(zhǔn)備。隧底洞腔內(nèi)清危及防護(hù)，柱支撐施工場地、材料準(zhǔn)備;

⑤施工左線隧道影響范圍內(nèi)洞腔頂部噴錨防護(hù);

⑥隧道溶洞腔回填范圍基礎(chǔ)清淤、清渣;

⑦施工隧底洞腔漿砌片石回填;

⑧施做回填頂面注漿及找平;

⑨施做隧道護(hù)拱及防水層;

⑩施做隧道二次襯砌。

(5)其他說明

①為了不影響整個施工工期，對洞灣隧道1號車行橫洞進(jìn)行了移位，在ZK66+700位置施工車行橫洞，由車行橫洞在右洞YK66+704.893處增加工作面。

②溶洞處理主要集中于隧道右線YK66+459～YK66+516底板，施工場地位于底板以下35 m，施工運(yùn)輸極為不便;隧道及溶洞內(nèi)施工場地高度對施工設(shè)備都有限制，施工難度較大;溶洞頂板可能由于施工擾動出現(xiàn)落碎，對施工安全措施要求高。施工難度和施工成本都均較常規(guī)施工要大。施工之前，施工單位應(yīng)精心編制施工組織計劃，對施工工序、施工安全和應(yīng)急措施等方面應(yīng)有充分準(zhǔn)備。

③右線反向施工至靠近溶洞段30 m范圍、隧道底部部分溶洞揭露等部位施工應(yīng)盡量采用人工開鑿或控制爆破，防止爆破震動對溶洞進(jìn)行擾動破壞，加劇其發(fā)展并影響施工安全。

［1］黃繼勇，何現(xiàn)啟.淺談巖溶地段隧道處理措施［J］.巖土工程界，2008，(1):57-59.

［2］周偉.復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道巖溶處理方法的研究［J］.山西建筑，2007，(5):277-278.

［3］鐘傳江，胡蕊芬，焦南穩(wěn).隧道巖溶整治與支護(hù)施工工藝的探討［J］.采礦技術(shù).2004，4(1):58-59.

［4］李治國.隧道巖溶處理技術(shù)［J］.鐵路工程學(xué)報，2002，76(4):61-67.