隧道穿越大型巖溶區(qū)時的施工處理方案

韋培富

(貴州省交通科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)

1 隧道左線ZK66+461～ZK66+486段溶洞處理

左線ZK66+461～ZK66+486段溶洞頂與隧道底板之間巖體基本為中風(fēng)化灰?guī)r，厚度為16.93～35.78 m。經(jīng)計算，該段隧道底板巖柱能夠滿足承載力要求，但因左線隧道施工爆破對其進行了擾動，造成部分頂板巖體失穩(wěn)，為確保左線溶腔在后期運營中的安全，對左線隧道影響范圍內(nèi)的溶腔頂部采用噴錨進行加固防護。噴射混凝土厚10 cm;錨桿采用φ22藥卷錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長4 m;鋼筋網(wǎng)采用φ6.5，間距為25 cm×25 cm。

2 隧道右線YK66+459～YK66+516段溶洞處理

經(jīng)過對回填方案和跨域方案的技術(shù)經(jīng)濟比選，最終選定處置方案為回填方案，回填方案回填材料采用漿砌片石，具體方案如下。

(1)溶洞洞腔防護

①右線YK66+459～YK66+476段溶洞頂與隧道底板之間巖體基本為中風(fēng)化灰?guī)r，隧道底板厚度14.89～29.52 m。通過YK66+476～YK66+516段隧道底板的回填減跨后，經(jīng)計算，該段隧道底板巖柱能夠滿足承載力要求，僅需對部分因前期隧道開挖爆破受擾動后的溶腔頂板進行噴錨加固防護即可。噴射混凝土厚10 cm;錨桿采用φ22藥卷錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長4 m;鋼筋網(wǎng)采用φ6.5，間距為25 cm×25 cm。

②YK66+488～YK66+515隧道拱部洞腔進行清危后噴錨防護，防護方式同①。

③對YK66+500～YK66+510左右內(nèi)隧底頂板厚度極薄處的危巖進行揭露清理，并視揭露情況進行適當(dāng)防護，防護方式同②上。

④對YK66+476～YK66+516段隧底溶洞腔頂部進行清危，并視清危情況對潛在危巖體進行噴錨防護，防護方式同③。

(2)洞腔回填設(shè)計

對YK66+500～YK66+510左右內(nèi)隧底頂板厚度極薄處的危巖進行揭露清理后，以此為進入隧底處的工作面，搭設(shè)施工平臺，對YK66+476～YK66+516隧底處洞腔采用M7.5漿砌片石進行回填。回填寬度為隧道襯砌中線兩側(cè)各7.5 m，總寬15 m，回填坡率為1∶0.3。回填前應(yīng)先對回填范圍內(nèi)基礎(chǔ)進行清淤、清渣(原溶洞內(nèi)垮塌的石渣)，并要求基底地基承載力大于0.8 MPa。

存在隧道巖石底板部位的漿砌片石為保證回填密實，應(yīng)預(yù)留注漿管于接觸面采用間歇式注漿方式灌注水泥砂漿;隧道底板為空的部位，應(yīng)在漿砌片石表面采用C20水泥混凝土進行找平，找平層厚10 cm。

回填前根據(jù)原洞腔地下水流水方向預(yù)埋Ф100 cm的HDPE管涵，確保溶洞內(nèi)水路暢通。

(3)隧道結(jié)構(gòu)

①YK66+480～YK66+488、YK66+515～YK66+520隧道邊墻及拱部無溶洞段，隧道已開挖，初期支護已施做完畢，二次襯砌采用45 cm厚鋼筋混凝土，不設(shè)仰拱。

②YK66+488～YK66+515隧道邊墻及拱部均為空洞段，采用45 cm厚鋼筋混凝土明洞型襯砌(不設(shè)仰拱)+外設(shè)80 cm厚鋼拱架護拱(內(nèi)設(shè)I18工字鋼骨架，間距為60 cm)進行支護。

(4)回填方案施工工序

①隧道洞頂溶洞空腔清危，初步防護。搭設(shè)施工平臺，清除YK66+488～YK66+516段隧道洞頂溶洞空腔內(nèi)的危巖體，并進行噴錨防護，確保在該巨型空腔下施工作業(yè)安全;

②對YK66+500～YK66+510左右內(nèi)隧底頂板厚度極薄處的危巖進行揭露清理，并視揭露情況進行適當(dāng)防護，為下一步進入隧底內(nèi)溶洞洞腔的施工創(chuàng)造相對安全的環(huán)境;

③進入隧底洞腔的施工準備。搭設(shè)施工升降平臺，升降平臺周邊洞腔清危及防護;

④隧道洞腔施工前準備。隧底洞腔內(nèi)清危及防護，柱支撐施工場地、材料準備;

⑤施工左線隧道影響范圍內(nèi)洞腔頂部噴錨防護;

⑥隧道溶洞腔回填范圍基礎(chǔ)清淤、清渣;

⑦施工隧底洞腔漿砌片石回填;

⑧施做回填頂面注漿及找平;

⑨施做隧道護拱及防水層;

⑩施做隧道二次襯砌。

(5)其他說明

①為了不影響整個施工工期，對洞灣隧道1號車行橫洞進行了移位，在ZK66+700位置施工車行橫洞，由車行橫洞在右洞YK66+704.893處增加工作面。

②溶洞處理主要集中于隧道右線YK66+459～YK66+516底板，施工場地位于底板以下35 m，施工運輸極為不便;隧道及溶洞內(nèi)施工場地高度對施工設(shè)備都有限制，施工難度較大;溶洞頂板可能由于施工擾動出現(xiàn)落碎，對施工安全措施要求高。施工難度和施工成本都均較常規(guī)施工要大。施工之前，施工單位應(yīng)精心編制施工組織計劃，對施工工序、施工安全和應(yīng)急措施等方面應(yīng)有充分準備。

③右線反向施工至靠近溶洞段30 m范圍、隧道底部部分溶洞揭露等部位施工應(yīng)盡量采用人工開鑿或控制爆破，防止爆破震動對溶洞進行擾動破壞，加劇其發(fā)展并影響施工安全。

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