淺談公路隧道大型溶洞施工技術(shù)

吳 杰

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 工程概況

平地園隧道為分離式特長(zhǎng)隧道，右幅全長(zhǎng)3 713 m，左幅全長(zhǎng)3 707 m。隧道左右幅進(jìn)口端均位于直線上，出口端分別位于半徑為4 700 m、3 500 m 圓曲線上，進(jìn)口端測(cè)設(shè)線距離約為16.5 m，出口端測(cè)設(shè)線距離約為19 m。該隧道為上坡隧道，出口端為下坡，縱坡均為2.5%、1.98%、－2.5%。

由于進(jìn)口端原始地形陡峭，便道及進(jìn)洞施工困難，故于ZK68+000 處左側(cè)約235m 處開(kāi)挖施工橫洞，通過(guò)橫洞連接主洞。隧道施工橫洞從左洞左側(cè)掘進(jìn)施工，與隧道于ZK68+043.5(YK68+049)處相交，橫洞施工中，在位于右洞YK+049 相交處揭露一大型溶洞，該溶洞發(fā)育規(guī)模較大，洞底堆積層較厚。

其中，Y2 溶洞距隧道較遠(yuǎn)，對(duì)隧道穩(wěn)定及建設(shè)無(wú)影響。Y1 溶洞橫跨隧道主線，分部范圍為ZK67 +997－ZK68 +080(YK68 +037－YK68 +093)段，左右幅軸線均從溶洞下方穿過(guò)。溶洞沿軸線方向最大跨徑約19.3 m，橫向最大寬度約48.5 m，頂板最小厚度45.3 m，最大凈空24.9 m。根據(jù)巖溶發(fā)育演變規(guī)律，Y1 溶洞處于青春期階段，溶洞規(guī)模有逐步擴(kuò)大的可能。

目前，隧道施工橫洞已連通隧道左洞，離貫穿右洞還差約2 m 左右，隧道ZK68 +007～ZK68 +120 段已施工，開(kāi)挖揭示的圍巖情況較好。

2 施工方案

2.1 施工橫洞左右幅連接段封堵混凝土實(shí)施

采用混凝土標(biāo)號(hào):C20

(1)澆筑右幅連接施工橫洞封堵混凝土

①放樣定出距離右洞開(kāi)挖面輪廓線外5.24 m 位置;

②利用支架支撐、鋼模板拼裝組合分開(kāi)澆筑“1”段、“2”段混凝土;

③利用支架支撐、鋼模板拼裝組合分開(kāi)澆筑“3”段混凝土，在“3”段混凝土面預(yù)埋間距80 cm 的Φ20 鋼筋，預(yù)留“4”段澆筑厚度在50～60 cm;

④澆筑完“3”段混凝土后，拆模，進(jìn)行“3”段混凝土面鑿毛，利用“3”段混凝土面上預(yù)埋鋼筋與橫洞拱頂安裝“4”段混凝土封頂模板，該模板采用木模板;

⑤利用澆筑隧道拱頂混凝土原理，澆筑“4”段混凝土。

(2)中間段輔助施工

“5”段為回填石渣，“6”段為30 cm 厚M7.5漿砌片石護(hù)墻。

①澆筑完“4”段混凝土后，拆除模板及支架，放樣定出左洞施工橫洞處主洞二襯輪廓線外4 m 位置。

②回填“5”段石渣厚度至少5 m，高度至少2 m 后，砌筑“6”段M7.5漿砌片石護(hù)墻，此后，在砌筑過(guò)程中保證護(hù)墻后回填石渣高于護(hù)墻砌體1 m;

③當(dāng)無(wú)法回填石渣時(shí)，護(hù)墻后利用人工干碼厚度不小于1 m 塊石，連同護(hù)墻砌體直至施工橫洞拱頂。

(3)澆筑左幅連接施工橫洞封堵混凝土

①放樣定出左洞施工橫洞處主洞開(kāi)挖輪廓線位置，利用支架支撐、鋼模板拼裝組合分開(kāi)澆筑“7”段、“8”段混凝土;

②利用澆筑隧道拱頂混凝土原理，澆筑“9”段混凝土;

③拆除支架、模板。

(4)左洞主洞范圍內(nèi)“10”段混凝土澆筑

①左、右洞全部工序施工完成后，施工左洞施工橫洞交叉處時(shí)，按設(shè)計(jì)施工左洞主洞在施工橫洞交叉處初支型鋼;

②型鋼后鋼筋網(wǎng)片在“10”段混凝土范圍內(nèi)全部改為5 mm 厚鋼板，鋼板焊接在型鋼上作為“10”段混凝土模板;

③按澆筑隧道明洞的原理澆筑“10”段混凝土;

④施工左洞主洞在施工橫洞處初支噴射混凝土及后續(xù)的二襯鋼筋、二襯混凝土等。

2.2 施工橫洞改移實(shí)施

隧道從左幅連通右幅施工橫洞改移到變更的1#車(chē)行橫通道(ZK68 +185)處，利用變更設(shè)計(jì)的1#車(chē)行橫通道作為施工橫洞。

2.3 左洞ZK67 +997－ZK68 +080 段施工

洞身開(kāi)挖分上下臺(tái)階進(jìn)行，上導(dǎo)坑每循環(huán)進(jìn)尺不得大于2.5 m，且上導(dǎo)坑開(kāi)挖底線位置不得侵入圓心以上1 m 以下范圍，下導(dǎo)坑開(kāi)挖時(shí)，左右跳槽開(kāi)挖，且開(kāi)挖進(jìn)尺不得大于2.5 m，及時(shí)開(kāi)挖及時(shí)支護(hù);嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖中設(shè)計(jì)開(kāi)挖、支護(hù)參數(shù)進(jìn)行施工。

2.4 右洞YK68 +030－YK68 +100 段施工

①爆破設(shè)計(jì)

該段襯砌類(lèi)型為S－Vt，設(shè)計(jì)采用環(huán)形開(kāi)挖，預(yù)留核心土法施工，施工中根據(jù)隧道圍巖等級(jí)及圍巖情況，擬采用上下臺(tái)階法施工，嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)”的原則，控制每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.2 m 以內(nèi)。

A 炮孔裝藥量

a 掏槽孔

Q1=η·L ·r

式中:η 為炮孔裝藥系數(shù)，取η=0.9;L 為孔深，LV=1.2 m;r為每米長(zhǎng)度炸藥量，r=0.78 kg/m2。

經(jīng)計(jì)算QV=0.84 kg，取0.8 kg

b 輔助孔

QV=η·L ·r=0.7×1.2×0.78=0.66 kg 取QV=0.7 kg

c 光爆孔

通常為輔助孔的1/3～1/4，取QV=0.2 kg

2.5 監(jiān)控量測(cè)

(1)施工過(guò)程中，建立施工單位自控監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，隨開(kāi)挖、支護(hù)的進(jìn)行，在每5 m 斷面的拱頂、拱腰兩側(cè)建立自控兩側(cè)點(diǎn)，利用全站儀、水平儀隨時(shí)量測(cè)圍巖的變形、位移等情況，作好記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)和有關(guān)部門(mén)聯(lián)系，及時(shí)解決。

(2)加強(qiáng)和監(jiān)控量測(cè)單位溝通，在各工序施工進(jìn)程中，隨時(shí)聯(lián)系監(jiān)控量測(cè)單位進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，掌握及時(shí)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，指導(dǎo)施工。

3 主要安全保證措施和質(zhì)量保證措施

3.1 安全保證措施

(1)嚴(yán)格進(jìn)出洞登記制度。

(2)施工電力線路嚴(yán)格按“三相五線制”架設(shè)，且風(fēng)管水管和電力線隧道兩側(cè)分開(kāi)架設(shè)。

(3)加強(qiáng)隧道內(nèi)施工安全照明，在巖溶地段按間距20 m掛設(shè)照明燈具。

(4)嚴(yán)格控制開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺，嚴(yán)格控制爆破裝藥量，及時(shí)開(kāi)挖及時(shí)支護(hù)。

(5)開(kāi)挖時(shí)在巖溶地段全長(zhǎng)范圍內(nèi)鋪設(shè)安全逃生通道，防止出現(xiàn)局部不良地質(zhì)情況發(fā)生。

(6)嚴(yán)格控制超前支護(hù)施工質(zhì)量，保證巖溶堆積體充分穩(wěn)定固結(jié)。

(7)巖溶段施工前對(duì)各工序施工班組每位施工人員進(jìn)行安全技術(shù)教育、學(xué)習(xí)，作好風(fēng)險(xiǎn)告知及安全防護(hù)注意事項(xiàng)，作好安全技術(shù)交底，開(kāi)始施工起每15 d 進(jìn)行一次針對(duì)全體施工人員的安全技術(shù)交底更新。

(8)嚴(yán)格民爆物品、爆破器材管理;加強(qiáng)機(jī)械安全作業(yè)管理。

(9)加強(qiáng)施工單位自控監(jiān)控量測(cè)、監(jiān)控單位監(jiān)控量測(cè)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，掌握科學(xué)正確數(shù)據(jù)，指導(dǎo)施工。

(10)加強(qiáng)隧道通風(fēng)，改善掌子面施工工作環(huán)境。

(11)保證所有施工活動(dòng)符合《公路工程安全施工技術(shù)規(guī)程》JTJ 076－95 中相關(guān)要求。

3.2 質(zhì)量保證措施

(1)掌握施工設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容，準(zhǔn)確放樣出各結(jié)構(gòu)部位設(shè)計(jì)坐標(biāo)。

(2)嚴(yán)格模板進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)入驗(yàn)收制度。

(3)嚴(yán)格控制地材加工質(zhì)量、各原材料進(jìn)場(chǎng)抽樣試驗(yàn)檢測(cè)，對(duì)不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的原材料一律不得使用。

(4)嚴(yán)格控制型鋼規(guī)格型號(hào)、加工尺寸、加工焊接質(zhì)量、安裝位置、安裝垂直度、型鋼安裝基礎(chǔ)等滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，按抽檢頻率進(jìn)行抽檢。

(5)嚴(yán)格控制開(kāi)挖斷面符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁欠挖，控制超挖滿足規(guī)范要求，每10 m 斷面復(fù)測(cè)一次。

(6)嚴(yán)格控制各類(lèi)錨桿鉆孔深度、鉆孔角度、孔間距、錨桿加工質(zhì)量、錨桿安裝質(zhì)量、錨桿注漿配合比、錨桿注漿質(zhì)量、噴射混凝土地材質(zhì)量、噴射混凝土拌合質(zhì)量、噴射工藝、噴射施工質(zhì)量、噴射混凝土表面平整度等，每循環(huán)進(jìn)尺作好記錄。

(7)其他工序施工須滿足《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTG F60－2009 及《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB50086－2001 中相關(guān)要求。

(8)作好隱蔽工程施工記錄、每日施工日志記錄等。

(9)加強(qiáng)自檢工作，遵守報(bào)檢程序，嚴(yán)禁不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范施工、野蠻施工。

4 總 結(jié)

通過(guò)對(duì)本溶洞隧道的施工，為今后類(lèi)似工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但在公路隧道施工中，不同溶洞的地質(zhì)情況、坍塌原因是不一樣的，所以溶洞的處理方案應(yīng)根據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況來(lái)決定，這樣才能確保處理方案合，理確保事故處理及時(shí)到位，確保工程施工有序進(jìn)行。

［1］公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTG F60－2009)［S］.

［2］公路工程安全施工技術(shù)規(guī)程(JTJ 076－95)［S］.

［3］地下工程防水技術(shù)規(guī)范(GB50108－2008)［S］.

［4］錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范(GB50086－2001)［S］.