特長高速公路隧道穿越巖溶區(qū)襯砌質(zhì)量控制技術(shù)

鄭 宏

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司公路三分公司，四川 成都 610200)

0 前 言

巖溶不良地質(zhì)段圍巖受擾動(dòng)易發(fā)生應(yīng)力突變、圍巖失穩(wěn)導(dǎo)致初期支護(hù)、二次襯砌負(fù)荷增加發(fā)生大形變、開裂等現(xiàn)象。因此，初期支護(hù)與二次襯砌施工質(zhì)量的控制變得尤為重要，是保證隧道施工和運(yùn)營安全的根本。

1 工程概況

峨眉至漢源高速廟子坪隧道圍巖等級(jí)以Ⅴ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖為主，其漢源端為土質(zhì)或極破碎巖體Ⅴ級(jí)淺埋偏壓段，溶蝕孔洞極度發(fā)育。

根據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，隧址區(qū)巖溶現(xiàn)象發(fā)育，可見落水洞、巖溶漏斗、巖溶洼地、巖溶泉。隧道穿越較大規(guī)模溶洞(充填)、暗河及封閉地下水體等大規(guī)模巖溶，并且包含巖溶水、松散堆積層孔隙水及基巖裂隙水等豐富地下水。其中，穿越三疊系中統(tǒng)雷口坡組(T2l)膏溶角礫巖極度發(fā)育的不良地質(zhì)區(qū)段。

2 難點(diǎn)分析

1)巖溶發(fā)育段圍巖受擾動(dòng)后易發(fā)生坍塌，甚至發(fā)生冒頂。為保證隧道施工安全，初期支護(hù)質(zhì)量顯得尤為重要。如何提升初期支護(hù)的整體性與穩(wěn)定性，防止初支大形變、開裂、垮塌成為關(guān)鍵點(diǎn)。

2)通常隧道穿越巖溶段二次襯砌參與受力時(shí)間相對(duì)提前。因此，如何控制隧道在穿越巖溶段的二次襯砌施工質(zhì)量，成為保證隧道運(yùn)營安全的關(guān)鍵。

3 技術(shù)依據(jù)

本工程施工中主要應(yīng)用的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)為：

《廟子坪隧道兩階段施工設(shè)計(jì)圖》；《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1—2017)；《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50086-2015)。

4 初支質(zhì)量控制

當(dāng)巖溶區(qū)溶蝕通道出現(xiàn)在隧道拱頂拱腰、邊墻拱腳、仰拱時(shí)，其帶來的風(fēng)險(xiǎn)程度、巖溶處治的方案及難易程度均不同。

4.1 巖溶揭露在拱頂、拱腰

當(dāng)發(fā)育在拱頂、拱腰的巖溶被揭露后，由于溶洞內(nèi)腔處無法施作超前支護(hù)與系統(tǒng)錨桿，大大減弱初支的整體性和穩(wěn)定性。

1)超前支護(hù)、系統(tǒng)錨桿及連接筋。根據(jù)拱頂拱腰溶洞跨度，可采用注漿小導(dǎo)管或注漿管棚。施工角度根據(jù)巖層產(chǎn)狀等特性靈活調(diào)整，最大化發(fā)揮超前支護(hù)作用，提升下個(gè)循環(huán)開挖掘進(jìn)施工安全性。同時(shí)，根據(jù)溶洞發(fā)育形狀調(diào)整系統(tǒng)錨桿布局和角度，并適當(dāng)減小連接鋼筋間距，增加相鄰鋼支撐整體性。

2)布設(shè)泵送混凝土及壓砂管道。根據(jù)中型巖溶處治方案，拱頂揭露溶洞后，需增設(shè)噴射混凝土、C20混凝土、壓砂回填。根據(jù)溶腔大小，布設(shè)管道根數(shù)及伸入溶腔長度。

3)預(yù)留孔洞注入噴射混凝土。為保障巖溶段穩(wěn)定，增加初支噴射混凝土厚度，預(yù)留孔洞對(duì)初支背后注入噴射混凝土，防止正面噴射厚度過大因重力原因掉落。

4.2 巖溶揭露在邊墻、拱腳

當(dāng)溶腔出現(xiàn)邊墻或拱腳時(shí)，常因溶蝕通道伴有巖溶水系，無法完全回填堵塞，進(jìn)而鎖腳錨桿無處施作或鋼支撐落腳不穩(wěn)定等，初支穩(wěn)定性和整體性差，受力出現(xiàn)較大收斂形變、開裂甚至初支 “關(guān)門”。

1)調(diào)整鎖腳錨管和定位錨桿。采用鎖腳勾或鎖腳環(huán)工藝，可調(diào)整鎖腳錨管(桿)施工角度，如向隧道縱向調(diào)整施作，并且可以具情況合理增加鎖腳、定位錨桿的長度和組數(shù)。

2)采用型鋼串聯(lián)鋼支撐。在穿過巖溶發(fā)育地區(qū)時(shí)，鋼拱架采用工字鋼縱向串聯(lián)連接(見圖1)，增加鋼支撐整體結(jié)構(gòu)性，能有效的減少不良地質(zhì)段初支形變量，提升隧道施工安全等級(jí)。

圖1 鋼拱架采用型鋼串聯(lián)焊接示意圖

4.3 巖溶揭露在仰拱

當(dāng)巖溶通道揭露在仰拱時(shí)，根據(jù)流動(dòng)水系等情況進(jìn)行回填、引排或堵截。遇復(fù)雜巖溶通道，需探明地質(zhì)結(jié)構(gòu)后再設(shè)計(jì)處治專項(xiàng)方案。

5 二襯質(zhì)量控制

我部隧道洞口段曲線半徑較小，對(duì)二襯臺(tái)車中線定位精度要求高，并且縱坡較大，易導(dǎo)致拱頂澆筑不密實(shí)。

5.1 采用激光對(duì)中定位臺(tái)車

在臺(tái)車中利用激光對(duì)中測(cè)量點(diǎn)校正臺(tái)車就位(如圖2)，并且可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臺(tái)車軸線是否對(duì)中定位測(cè)點(diǎn)。

圖2 簡(jiǎn)易臺(tái)車激光對(duì)中定位裝置

5.2 采用可調(diào)節(jié)泵送混凝土導(dǎo)管

當(dāng)澆筑拱頂時(shí)，采用內(nèi)導(dǎo)管直接將混凝土泵送至雙層鋼筋骨架背后(如圖3)，在高頻浮板振搗器作用下澆筑密實(shí)。

圖3 拱頂可調(diào)式泵送混凝土接口示意圖

5.3 采用帶模注漿

注漿孔≤3 m布設(shè)一道，并且?guī)Ｗ{。同時(shí)，上坡端應(yīng)布設(shè)排氣孔，安裝位置為二襯內(nèi)空最高位置，并利用注漿管和排氣管出漿情況控制二襯混凝土澆筑，保證混凝土澆筑飽滿。圖4為注漿管及排氣孔示意圖。

圖4 注漿管及排氣孔示意圖

6 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道線路穿越巖溶不良地質(zhì)段常常不可避免。為降低隧道巖溶災(zāi)害，不僅要做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)識(shí)別前方巖溶構(gòu)造外，還需要保證巖溶不良地質(zhì)段的襯砌質(zhì)量，才具備抵抗地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的能力，保證隧道施工與運(yùn)用的安全性。

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