特長高速公路隧道穿越巖溶區(qū)襯砌質量控制技術

鄭 宏

(四川公路橋梁建設集團有限公司公路三分公司，四川 成都 610200)

0 前 言

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

1 工程概況

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

根據(jù)地表地質調查，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)育的不良地質區(qū)段。

2 難點分析

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

2)通常隧道穿越巖溶段二次襯砌參與受力時間相對提前。因此，如何控制隧道在穿越巖溶段的二次襯砌施工質量，成為保證隧道運營安全的關鍵。

3 技術依據(jù)

本工程施工中主要應用的規(guī)范及標準為：

《廟子坪隧道兩階段施工設計圖》；《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)；《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規(guī)范》(GB 50086-2015)。

4 初支質量控制

當巖溶區(qū)溶蝕通道出現(xiàn)在隧道拱頂拱腰、邊墻拱腳、仰拱時，其帶來的風險程度、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

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

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

2)布設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，需增設噴射混凝土、C20混凝土、壓砂回填。根據(jù)溶腔大小，布設管道根數(shù)及伸入溶腔長度。

3)預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，預留孔洞對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

當溶腔出現(xiàn)邊墻或拱腳時，常因溶蝕通道伴有巖溶水系，無法完全回填堵塞，進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 “關門”。

1)調整鎖腳錨管和定位錨桿。采用鎖腳勾或鎖腳環(huán)工藝，可調整鎖腳錨管(桿)施工角度，如向隧道縱向調整施作，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，鋼拱架采用工字鋼縱向串聯(lián)連接(見圖1)，增加鋼支撐整體結構性，能有效的減少不良地質段初支形變量，提升隧道施工安全等級。

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

當巖溶通道揭露在仰拱時，根據(jù)流動水系等情況進行回填、引排或堵截。遇復雜巖溶通道，需探明地質結構后再設計處治專項方案。

5 二襯質量控制

我部隧道洞口段曲線半徑較小，對二襯臺車中線定位精度要求高，并且縱坡較大，易導致拱頂澆筑不密實。

5.1 采用激光對中定位臺車

在臺車中利用激光對中測量點校正臺車就位(如圖2)，并且可以實現(xiàn)實時監(jiān)測臺車軸線是否對中定位測點。

圖2 簡易臺車激光對中定位裝置

5.2 采用可調節(jié)泵送混凝土導管

當澆筑拱頂時，采用內導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。

圖3 拱頂可調式泵送混凝土接口示意圖

5.3 采用帶模注漿

注漿孔≤3 m布設一道，并且?guī)Ｗ{。同時，上坡端應布設排氣孔，安裝位置為二襯內空最高位置，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 結束語

隨著我國經濟的發(fā)展，隧道線路穿越巖溶不良地質段常常不可避免。為降低隧道巖溶災害，不僅要做好超前地質預報識別前方巖溶構造外，還需要保證巖溶不良地質段的襯砌質量，才具備抵抗地質風險的能力，保證隧道施工與運用的安全性。

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