陽(yáng)蟒高速ZBLJ4云嶺2號(hào)隧道溶巖裂隙處治辦法

馮偉巖 雷雨川 楊旻昊 何如新

(山西路橋第三工程有限公司，山西 忻州 034000)

1 工程概況

陽(yáng)蟒高速云嶺2號(hào)隧道為雙向分離式隧道。左線總長(zhǎng)3 271.9 m，右線總長(zhǎng)3 275 m。出口段左線隧道起訖樁號(hào)為ZK28+472.1～ZK31+744，右線隧道起訖樁號(hào)為K28+475～K31+750，本隧道為特長(zhǎng)隧道，左右洞出口均位于R=2 800 m的右偏圓曲線上。左右洞縱坡坡度均為1.6%。地貌單元為喀斯特侵蝕起伏低山中地貌區(qū)。區(qū)內(nèi)地貌復(fù)雜，高差大，基巖小山脊，沖溝，陡坎發(fā)育。隧道穿越的山體平面上呈倒“T”，北側(cè)部分為南北向長(zhǎng)條向山脊，山脊東西兩側(cè)均為大型“V”字形基巖沖溝，南側(cè)部分為東西向分水嶺，與一條東西向“V”字形沖溝平行展布。隧道四周均為陡坡或陡坎，中間為突出的山脊。隧址最高點(diǎn)地面標(biāo)高約為1 241.7 m，對(duì)應(yīng)的里程樁號(hào)K30+560，最低點(diǎn)位于隧道進(jìn)口附近，高程為902 m，最大高差339.7 m。隧道洞身范圍內(nèi)地下水以碳酸鹽巖巖溶裂隙水為主，隧道走向上，前半段以弱～貧富水性為主，水狀態(tài)可能為點(diǎn)滴狀，局部為淋雨?duì)?，后半段以弱～中富水性為主，出水狀態(tài)以淋雨?duì)顬橹?，洞體開(kāi)挖，在溶洞發(fā)育地段斷層破碎帶附近有突水涌泥。

2 溶巖裂隙處治方案

1)補(bǔ)充調(diào)查裂隙分布情況，合理確定處治段落；

2)隧道底部建議采用跨越方案；

3)保證原有溶巖裂隙排水通暢，若有填充物必須先行清除。在不破壞原有排水系統(tǒng)的同時(shí)應(yīng)對(duì)隧道防排水系統(tǒng)進(jìn)行加強(qiáng)；

4)對(duì)溶巖裂隙處初期支護(hù)、二襯加強(qiáng)處理；

5)初期支護(hù)后應(yīng)該加強(qiáng)裂隙處的監(jiān)控量測(cè)。

3 溶巖裂隙處治具體措施

3.1 溶巖裂隙基本情況介紹

1)隧道右線在K30+851(路線前進(jìn)方向)右側(cè)拱腰以上拱頂以下處發(fā)現(xiàn)溶巖裂隙，深度約5 m～6 m，寬度約2 m～3 m,內(nèi)部為泥夾巖碎石。

2)隧道右線在K30+907(路線前進(jìn)方向)左側(cè)施工時(shí)發(fā)現(xiàn)一處溶巖裂隙，溶洞起于拱腰以上終于拱頂以下，深度約3 m～4 m，寬度約1 m～2 m，內(nèi)部有黃土泥夾石。

3)隧道右線在K30+993處存在一條溶巖裂隙，裂隙走向由K30+993右拱腰以上2 m起至左拱腰以上約3 m終。裂隙長(zhǎng)度4.5 m，深度4 m，寬度約1 m,溶腔外寬內(nèi)窄呈三角形。

4)隧道右線在K31+085處存在一條與隧道走向垂直的溶巖裂隙，斷層寬度約1 m，深度不明。拱頂、左拱腰部位較深，存在沖刷泥現(xiàn)象，仰拱以下深度約2 m范圍內(nèi)，斷層間為碎石夾泥，拱頂處存在滲流水現(xiàn)象。

3.2 地質(zhì)勘察結(jié)果(YK31+085～YK31+055)

1)測(cè)試日期：2017年11月22日。

2)采集范圍：1 024采集點(diǎn)數(shù)，采集速度32、時(shí)間深度600 ns。

3)儀器設(shè)備：LTD-2100型探地雷達(dá)和MALA雷達(dá)、100 MHz天線。

4)測(cè)線布置：隧道掌子面高約1.5 m處，從左至右一條水平測(cè)線。

5)掌子面描述：掌子面圍巖以中風(fēng)化灰?guī)r夾泥巖為主，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，掌子面右拱腰及拱頂、左拱腳存在寬約1.1 m的裂隙，呈上窄下寬分布，拱頂圍巖基本為層狀分布，以泥巖為主，中下部圍巖呈塊狀鑲嵌構(gòu)造，巖體較破碎～破碎，強(qiáng)度一般，屬較堅(jiān)硬巖，掌子面存在滴滲水現(xiàn)象，圍巖自穩(wěn)能力較差。

6)掌子面前方雷達(dá)探測(cè)結(jié)果：根據(jù)測(cè)線1雷達(dá)波形分析圖譜推斷，在掌子面前方0 ns～600 ns(距離深度0 m～30 m，參考電磁波速0.1 m/ns)區(qū)段內(nèi)，掌子面右側(cè)1 m范圍內(nèi)，深度3 m～18 m范圍內(nèi)，可能存在小面積不規(guī)則溶腔；距離右側(cè)1 m～6 m，深度為10 m～18 m范圍內(nèi)，局部存在明顯軟弱層；掌子面前方深度約9 m～14 m范圍內(nèi)，可能存在斜向裂隙或小面積溶腔；上述段落雷達(dá)波反射明顯，振幅強(qiáng)烈，初步判斷前方圍巖局部完成性一般～較差。

根據(jù)測(cè)線2～測(cè)線4雷達(dá)波形分析圖譜推斷，K31+085～K31+086范圍，距離隧底表面0 m～16 m雷達(dá)波形反射明顯，振幅強(qiáng)烈，圍巖較發(fā)育夾泥，其余樁號(hào)未見(jiàn)明顯介質(zhì)變化。

根據(jù)測(cè)線5～測(cè)線6雷達(dá)波形分析圖譜推斷：K31+085～K31+086范圍，距離右邊墻表面4 m～16 m雷達(dá)波形反射明顯，振幅強(qiáng)烈，圍巖為碎石夾泥反射；K31+086～K31+087范圍內(nèi)左邊墻距離表面1 m～4 m范圍雷達(dá)波形反射明顯，振幅強(qiáng)烈，存在脫空現(xiàn)象。

根據(jù)測(cè)線7雷達(dá)波形分析圖譜推斷，K31+085掌子面下部地面附近，距離左邊墻約0 m～2 m范圍，深度約2 m～13 m雷達(dá)波形反射明顯，振幅強(qiáng)烈，圍巖為軟弱泥巖或存在脫空斷層現(xiàn)象，其他區(qū)域?yàn)樗槭瘖A泥巖反射。

3.3 施工處治

1)K31+080.5～K31+083.5及K31+087.5～K31+090.5段采用V級(jí)淺埋襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(φ42超前小導(dǎo)管，長(zhǎng)度450 cm，環(huán)向間距35 cm，外插角10°；φ25中空注漿錨桿，長(zhǎng)度350 cm,間距80 cm×60 cm；雙層φ8鋼筋網(wǎng)，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字鋼，間距60 cm；噴射C25早強(qiáng)混凝土27 cm；模筑C30鋼筋混凝土45 cm。支護(hù)參數(shù)按照施工前后順序進(jìn)行)。

2)K31+083.5～K31+085及K31+086～K31+087.5段采用型鋼+鋼筋混凝土板跨越的V級(jí)淺埋襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3)K31+085～K31+086段采用巖溶帶襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙層初期支護(hù)(φ42超前小導(dǎo)管，長(zhǎng)度450 cm，環(huán)向間距35 cm，外插角10°；φ25中空注漿錨桿，長(zhǎng)度350 cm,間距80 cm×60 cm；φ8鋼筋網(wǎng)，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字鋼，間距60 cm；噴射C25早強(qiáng)混凝土27 cm；φ8鋼筋網(wǎng)，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字鋼，間距60 cm；噴射C25早強(qiáng)混凝土27 cm；模筑C30鋼筋混凝土45 cm。支護(hù)參數(shù)按照施工前后順序進(jìn)行)。

4)溶巖裂隙帶布設(shè)4道φ116 HPDE單壁打孔波紋管，中間兩道通過(guò)橫向排水管接入隧道中央排水溝，兩邊兩道接入仰拱底部φ300 HPDE雙壁打孔波紋管。

其他巖溶裂隙按照K31+085處處治方案執(zhí)行。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不斷總結(jié)隧道通過(guò)溶巖裂隙處置方法，為今后遇到同類(lèi)問(wèn)題積累了寶貴施工經(jīng)驗(yàn)，不僅能保證不延誤工期，也能保證隧道后期運(yùn)營(yíng)安全，穩(wěn)定，耐久，提高管理、經(jīng)濟(jì)效益。