隧道施工中的溶洞治理技術(shù)

田力

摘 要：本文以貴州赫六三標合同段韭菜坪隧道的溶洞治理作為研究的重點內(nèi)容，通過對溶洞的處理進行了詳細的分析，并且有效的介紹了隧道施工中關(guān)于溶洞處理技術(shù)的整個過程，希望能夠被類似的工程提供相關(guān)的設(shè)計施工思路。

關(guān)鍵詞：隧道施工;溶洞處理技術(shù);施工技術(shù)

中圖分類號：U452.11 文獻標識碼：A

0 引言

目前國內(nèi)的隧道工程采用回填方案穿越大型溶洞的研究已較多，一般采用土石方進行回填，為避免沉降過大或不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生不利影響，再對回填路基進行注漿加固或夯錘夯實補強。透水性材料注漿加固往往由于注漿不均勻效果不是很理想，不透水材料采用夯錘夯實補強也存在作業(yè)空間小、填層厚度大夯實效果不好等情況。

1 工程概況

韭菜坪隧道屬于分離式的長隧道，位于貴州赫章縣興發(fā)苗族彝族回族鄉(xiāng)高家寨村，呈現(xiàn)著南北走向，左起長1 959.9 m，最大的埋深為244 m，右起長2 008.3 m，最大埋深為235 m。隧道區(qū)域包含不良地質(zhì)分別為巖溶以及斷層，雖然說鉆孔并沒有揭露比較大規(guī)模的溶洞，但是經(jīng)過物探可以發(fā)現(xiàn)，洞身以及其影響深度范圍的可能性是非常的大的。淺地表以充填溶溝為主，深部主要是以溶蝕裂隙為主，依據(jù)巖溶發(fā)育的具體的情況，可以判斷該地區(qū)屬于一種區(qū)域性巖溶中強地區(qū)，在該施工區(qū)域當中，沒有見到滑坡或者是泥石流以及威嚴等其他的一些不良的現(xiàn)象，針對于隧道選址地區(qū)有著非常大的影響的斷裂為F6逆斷層，F(xiàn)8斷層，斷層附近存在著巖體破碎的情況，隧道選址區(qū)域有著特殊的巖性，主要為紅黏土，對于隧道在進行施工的過程當中不會產(chǎn)生不良的影響，隧道V級圍巖占總體長度的10%，連續(xù)長度已經(jīng)超過了100 m，因此需要在施工之前組織專家來對其進行施工方案的編制，并且方案需要通過專家評審。

依據(jù)施工計劃要求，并且結(jié)合現(xiàn)場的實際工程情況，在該隧道進行施工的過程當中，采取的是進出口兩端同時施工的方法，左洞先行貫通，右洞因多次出現(xiàn)了塌方，跟涌泥的情況，考慮到具體的工期，出口端在原設(shè)計二號車型橫洞位置增加了一工作面。由出口端往兩個工作面共同進行，在施工到Y(jié)K58+185的時候揭露出一溶洞，溶洞的縱向長度為9 m左右，寬度現(xiàn)在已經(jīng)超過了右洞的外輪廓，目測高不見頂，深不見底，用繩子來對其進行測量，發(fā)現(xiàn)溶洞的深度左為198 m，左中為202 m，中部為211 m，右為206 m，探測過后，發(fā)現(xiàn)溶洞當中沒有任何填充物，且洞頂暫無任何變化，掌子面位置，洞頂深埋約為120 m。其周圍屬于風(fēng)化的灰?guī)r，裂隙較發(fā)育。

2 隧道地區(qū)工程條件以及溶洞的發(fā)育情況

2.1 地形地貌

本次施工地區(qū)屬于溶蝕峰林殘丘地貌，地面的高程為2 173.30 m～2 423.30 m，最大的高差達到了250 m，山形起伏的非常大氣，陡坡大約為30°～60°左右，局部地區(qū)山體比較直立，植被非常的茂盛，大多數(shù)是松木或者是一些低矮的灌木，地表的覆蓋層比較薄，厚度一般來說是小于3 m的。

2.2 水文地質(zhì)條件

該隧道選址地區(qū)屬于地表水，為雨季沖刷短暫性流水，水量會受到當時的季節(jié)的控制，出現(xiàn)暴漲，暴落的情況。而地下水的類型主要是以巖溶水以及基巖裂隙水為主，因此在進行隧道開挖的時候，很容易就會形成脫水或者是涌水的情況，直接影響到隧道的穩(wěn)定性，隧道進出口附近主要是第四系孔隙潛水，依靠自然降水補給。

2.3 溶洞的發(fā)育情況

依據(jù)探測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，YK58+185溶洞屬于逆時針蝸形豎井，以隧道作為路基向下探測，其深度為90 m左右，上拱能夠測量到的高度是50 m，隧道軸向最大的進深為24 m，洞底西南角以及西北角有向上的洞腔，長度大約為20 m左右，西南角有少量的流水，沿寬度2 m～3 m，裂縫向東南方向流出，除此之外，該溶洞并未見到其他更大的洞腔。

YK58+417溶洞屬于臺階形豎井，臺階在距離隧道地面大約36 m處的位置，洞壁整體來看是比較干凈的，而且平常的水流量非常的小，洞穴的底部呈現(xiàn)著西北向東南方向，最低處屬于消水通道，而且通道非常的小，淤泥厚度大約40公分左右，向下的深度大約為92 m，上拱能夠測量到的最高的高度是40 m，在該溶洞當中沒有見到其他更大的洞腔。

2.4 巖溶以及水文地質(zhì)條件

YK58+185至YK58+417段，依據(jù)當?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料可以發(fā)現(xiàn)，所選的隧道施工地點正好位于區(qū)內(nèi)的最高點，地下水掩埋的非常的深，一般來說都大于200 m。在勘測階段并沒有見到地下水位，隧道在施工的過程當中，僅僅是在降雨的時候出現(xiàn)了滴狀出水，以上情況可以表明隧道是位于巖溶的地下水包氣帶，地下水又位于設(shè)計標高以下，屬于季節(jié)性的涌水地段，地下水主要是以下滲為主，不會形成動體沖水的情況，該段隧道在干旱季節(jié)的威脅性是比較小的，即便是遇到了溶洞，也不會出現(xiàn)大面積的涌水，所研究隧道階段的頂部存在著溶巖挖地，雨季可能會積水，滲入到地下，產(chǎn)生融水，所以說需要引起重視。

3 隧道施工中的巖洞治理技術(shù)

3.1 YK58+417溶洞處治

依據(jù)設(shè)計單位所下發(fā)的處治方案，對YK58+417溶洞進行回填處理。溶洞進行回填的時候去底部以上使用的都是大直徑的塊片石，回填料來源于韭菜坪取料場，距離溶洞大約3 km左右，溶洞底以上7 m，一直到拱底標高以下，使用的是洞渣來進行回填，回填料的選擇，利用的也是韭菜坪的棄土場當中的一些棄渣。仰拱底標高以下7 m～4 m的部分，使用的是洞渣回填，每隔0.5 m就需要對其進行夯實，也就是說需要邊回填邊灌水，這樣能夠有效地加快其固結(jié)，需要一直回填到固結(jié)結(jié)構(gòu)暫無夯實下沉量為止，仰拱底標高以下4 m～1 m部分，使用的是澆筑的辦法，首先需要澆筑一個3 m厚的c20片石混凝土，片石混凝土需要分為三次進行澆筑。仰拱底標高以下1 m，在進行澆筑的時候，需要澆筑1 m厚的c30鋼筋混凝土板，等到混凝土的強度能夠滿足設(shè)計強度的需求之后，需要設(shè)立支拱架，需要注意的一點是必須要預(yù)留變形量，按照原來的20公分進行設(shè)置，在處置完畢之后，需要對其進行拱頂回填，在回填的時候使用的是2 m厚的c30混凝土，主要分為兩次來對其進行回填處理，每一次需要回填1 m，等到2 m都回填完畢之后，需要觀測混凝土的管流是否符合相關(guān)的厚度要求。

如果混凝土的強度能夠滿足相關(guān)的要求的話，需要對其進行吹砂回填處理，同樣回填也需要分為兩次進行，每次需要回填1 m，等到回填完畢4 m之后，也需要去觀測，查看其是否能夠滿足厚度需求。在溶洞處置完畢之后，需要結(jié)合地質(zhì)報告以及超前鉆的具體的情況，采取相應(yīng)的圍巖級別的開發(fā)方法來對其進行相關(guān)的掘進，一直到Y(jié)K58+185溶洞位置為止。

3.2 YK58+185溶洞處治

依據(jù)設(shè)計單位所提供的處治方案，首先需要在溶洞底部以上7 m使用大直徑的塊片石來對其進行回填?；靥钏褂玫牟牧隙际莵碜杂诰虏似旱娜×蠄觯嚯x施工地點大約3.3 km左右，溶洞底以及以上7 m，一直到標高以下的7 m部分，使用的都是洞渣回填?；靥盍侠玫氖菞壨翀龅臈壴?，仰拱底標高一下7 m～4 m的部分，使用的是洞渣回填?；旧厦扛?.5 m都需要對其進行重新的夯實，目的是為了能夠讓其加快固結(jié)，等到自然沉降，才能夠再次施工，時間為三個月左右。仰拱底標高以下4 m～1 m的部分，使用的是混凝土澆筑的辦法，澆筑一個3 m厚的c20片石混凝土，混凝土需要分為三次進行澆筑。仰拱底標高至以下1 m部分，使用的是1 m厚的c30鋼筋混凝土板，等到所澆筑的強度能夠達到設(shè)計強度的70%及以上之后，需要進行初支拱架，同樣也需要預(yù)留變形量，按照原來的20公分來進行設(shè)置，在處置完畢之后，需要對其進行拱頂回填，回填所選用的材料是2 m厚的c30素混凝土主要分為兩次回填，每次1 m，等到2 m全部回填完畢之后，需要觀測其是否滿足厚度要求。

依據(jù)溶洞的具體的發(fā)育情況以及隧道設(shè)計輪廓關(guān)系，所以說我們可以選擇兩種回填處理方案。

方案一：在回填的時候，不設(shè)置擋墻，考慮到在回填的時候可能會受到不均勻側(cè)向力的影響，所以說一共分為兩次進行回填，在回填的時候達到強度的75%及以上可以回填拱腰至拱頂，分為兩次回填，每次1 m，回填完畢之后需要及時的去查看是否滿足厚度要求，等到混凝土滿足要求之后，需要進行吹砂處理，也是分為兩次，每次1 m，等到4 m觀測管流出沙子，才能夠確定其滿足設(shè)計要求。

方案二：在回填的時候，需要設(shè)置擋墻，設(shè)置擋墻是為了能夠更好地跟基礎(chǔ)線進行連接，在鋼筋混凝土澆筑的時候，需要按照設(shè)計進行鋼筋預(yù)埋鋼筋的外露長度為1 m，關(guān)擋墻基礎(chǔ)模板和預(yù)留U形爬梯預(yù)埋件，澆筑擋墻基礎(chǔ)砼，等到技術(shù)同滿足了相關(guān)的要求之后，可以關(guān)掉擋墻的墻身模板。

4 結(jié)束語

在本篇文章當中，主要就韭菜坪隧道溶洞施工治理技術(shù)進行了簡單的研究，經(jīng)研究，發(fā)現(xiàn)在對溶洞進行處理之后，監(jiān)理單位對于已經(jīng)處理的段落進行了考察，無論是從拱頂下沉還是圍巖接觸壓力等角度對其進行測量，發(fā)現(xiàn)所有的結(jié)果都符合相關(guān)的設(shè)計需求。工程在進行溶洞治理的過程當中，站在實事求是的角度之上。運用可行的、科學(xué)的方案，并且采取經(jīng)濟、合理的原則，自始至終對于整個施工現(xiàn)場進行了全方位的嚴格管控，以科學(xué)的方法來對其進行了動態(tài)的管理。

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