公路隧道貫穿型溶洞跨越式橋梁施工技術分析與研究

熊良貴

(貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概述

1.1 整體概況

某公路隧道的最大埋深為450 m，長度5 300 m，設計時速為80 km/h。此區(qū)域存在巖溶地貌，基巖露出且常年沒有地表水，幾乎所有降水都會向此區(qū)域內(nèi)洼地匯集，隨后經(jīng)過溶洞、裂縫流向地下。溶洞區(qū)域的自然坡度約為20°，擁有豐富的地下水，此區(qū)域滲水較為嚴重，具有極高的涌水危險，且圍巖極其不穩(wěn)定。

在掘進隧道至約2 100 m處時，施工單位遇到了走向為東北-西南的無填充型貫穿型溶洞。此隧道的軸線向約長29 m，垂直軸線向約長40 m，隧洞至頂部高約15 m，溶洞內(nèi)壁多裂隙，沒有較明顯的破碎帶，溶洞底部有直徑超過1 m的黏土、塊石堆積。

1.2 技術難點

此溶洞具有較大的體積和深度，隧道貫穿溶洞中部，裂隙處存在線狀的大量水滴，有涌水危險。與此同時，隧道在貫穿時四周會存在較大面積的空腔，缺乏可靠的常規(guī)復合襯砌結構的承載環(huán)，因此不可以進行常規(guī)施工。

除此之外，溶洞頂部存在坍塌隱患，若采取爆破施工，極易擾動巖體，進而會導致坍塌的發(fā)生，使整體施工存在極大的安全隱患。

2 選擇公路隧道貫穿型溶洞跨越式橋梁施工方案原則

2.1 連續(xù)性好

此類施工周期較長，涉及專業(yè)較多，整體流程趨于復雜，總體施工屬于一項系統(tǒng)工程，因此，施工單位需要確保其具有較好的連續(xù)性，且保證在施工前后段規(guī)劃不同的基礎上使整體施工各環(huán)節(jié)銜接流暢。

2.2 具備科學性

此類施工的關鍵點，主要在于處理施工的整體方案是否具備科學性，重點在于使坍塌體能夠被及時加固，避免坍方范圍會擴大，進而確保整體施工的安全性，同時做好全部處理工作，以便使施工整體效率得以全面提升。在通過溶洞路段后，施工單位還需要回填拱部塌腔，確保壓實，也可以為了加固隧道的基底，開展注漿作業(yè)。

2.3 有較高安全性

對于公路隧道項目而言，安全性是確保施工順利的重要前提，施工單位應當保證運營和施工的整體安全，從而使施工質量以及效率得以有效提高。所以，施工單位需要嚴格遵循我國相關規(guī)定、標準，確保此類施工累計的變形量不超過10 cm，且保證施工結束后不會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，沒有滲漏、坍塌隱患。

2.4 具備靈活性

施工單位在正式開展施工之前，應當組織施工涉及的部門負責人員到現(xiàn)場進行實地勘察，結合溶洞的斷面尺寸以及形狀，分析設計圖紙、施工方案的可行性，選擇最合適的施工工藝，保證整體施工方案的靈活性，切忌生搬硬套其他施工方案。為了確保施工單位在正式開展施工后，在出現(xiàn)方案無法順利實施或者效果效果不佳的狀況仍能夠順利施工，施工單位還應當聯(lián)合各部門事先制定好應急預案以及替代施工方案，同時在發(fā)生預料之外的狀況時，也要及時結合實際狀況制定新的施工方案。

3 公路隧道貫穿型溶洞跨越式橋梁施工技術

3.1 整體流程

(1)跨越平臺的搭設。在通常情況下，此類施工的澆筑方式一般都會使用“分段澆筑”，即按照規(guī)定順序進行澆筑，進而搭設跨越平臺。

(2)支護。此環(huán)節(jié)一般都是在已經(jīng)開挖出口的基礎之上，在施工平臺的對岸側壁進行鑿巖爆破作業(yè)，隨后進行支架的搭設，而技術人員則經(jīng)由此平臺對對岸側壁進行擴挖，在擴挖到一定高度以及深度后，在第一時間對臨時支架進行噴錨。

(3)作業(yè)平臺的搭建。施工單位應當在開采完畢的區(qū)域搭設槽鋼支架以及工字鋼，將其作為作業(yè)的平臺，并對其進行嚴謹?shù)暮附樱瑫r設置斜向以及橫向的支撐。

(4)底板的施工。對底板的鋼筋和模板澆筑混凝土。

(5)側墻拱頂施工。對頂拱和側墻澆筑混凝土。

3.2 處理溶洞

(1)回填洞渣。將洞渣回填至仰拱頂面的溶槽，從而為后續(xù)的溶洞處理提供便利，使得在完成套拱的施工之后保證能夠進行超前開挖和支護，使施工的整體進度不受影響。在洞底保留1～2 m堆積物，堆載回填洞渣，并進行預壓，在此階段安排專人觀測圍巖；在回填前確保不穩(wěn)定的巖壁被崩落，為施工人員的生命安全提供保障。

(2)支護。在完成回填工作后，施工人員應當對拱墻范圍中的巖壁進行噴錨支護，同時為了使巖壁穩(wěn)定，設置鋼筋網(wǎng)以及錨桿，隨后噴射混凝土，并對工字架進行架設。其中，各工具、材料的規(guī)格為：噴射混凝土型號為C20，鋼筋網(wǎng)為φ8，錨桿約5 m長且以1 m為間距布置成梅花形。在施工過程中，如果遇到穩(wěn)定性差的溶洞壁、軟弱層以及豐富的填充層，則在加固時使用型號為116的工字鋼，且用小導管進行注漿。

3.3 橋梁整體施工

(1)現(xiàn)場勘查

當遇到溶洞時，為了確保整體施工的安全性，應當及時停止正常的施工，使施工的進度被有效減緩。對隧道切面以及溶洞進行打穿，對其實際狀況進行勘查，并繪制其位置圖以及剖面圖。隨后對對岸側壁進行放樣作業(yè)，從而將其軸線的中心線，若現(xiàn)場無法放樣，施工單位還可以采用激光射線從開挖段進行定位。

(2)開挖側壁

在對下一段的施工平臺進行開挖時，使用“開挖隧道斷面法”。在本文涉及工程中，此段的施工并沒有相應平臺，所以應采取蠶食方式進行掘進，即鉆爆開挖段，用鑿巖臺車進行鉆孔作業(yè)，并且進行遠距離的填藥工作，隨后在對面?zhèn)缺谶M行爆破從而開直徑為2 m的孔。鉆爆結束后，將工字鋼按一定的間距鋪設于溶洞的兩端，并借助槽鋼進行橫向的固定連接，隨后搭建鉆爆通道，方便施工人員到對面進行鉆爆施工，在達到符合相應標準的程度后進行支護。

3.4 底板整體施工

(1)鋼筋模板

此類模板主要有兩種，即臨空邊緣側模板以及底部木板。

①前者需要施工人員搭設腳手架，并將其固定于腳手架，并按照設計要求進行布筋作業(yè)，所用到的鋼筋需要在洞外進行預制，合格后方可入場。需要注意的是，施工人員應當確保底板面應當至少低于腳手架約0.7 m，以便使安裝防護欄的工作更加方便，同時施工人員還應當對搭接的鋼筋進行預留，以便使側墻的澆筑工作更方便。

②后者具有較為簡單的結構，施工人員可以直接采用鋼模板進行鋪平施工。

(2)澆筑底板

技術人員應當嚴格按照現(xiàn)場實際狀況采用最合適的混凝土拌制站地點，并且使用混凝土罐車把混凝土直接送至澆注位置。施工單位可以在條件允許的狀況下直接在洞中設置混凝土的拌制站，并且將骨料以及水泥等送到洞中，經(jīng)斗車的攪拌后直接運至澆注位置進行澆筑。

3.5 側墻頂拱同步施工

在底板平臺施工結束后，在此進行腳手架的搭設施工，隨后對模板鋼筋進行安裝，并用混凝土泵進行澆筑，使得拱頂以及外襯側墻都可以實現(xiàn)一次成型，以便制成完整的混凝土箱體。對于澆筑的底板至少要采取約28 d的養(yǎng)護，當強度達到超過設計規(guī)范的80%后，便可以對拱頂、邊墻進行澆筑作業(yè)，并且采用“分段澆筑法”，確保側墻的腳手架整體結構擁有需要的承載能力，并且沿著隧道整體軸線的方向進行全面施工。

4 結 論

總體而言，隨著民眾日常生活水平的不斷提升，為了滿足其出行需求，我國公路隧道項目規(guī)模越來越大。貫穿型溶洞跨越式橋梁施工在此類項目中占據(jù)著很重要的地位，施工單位需要對此予以高度重視，為了確保正式施工能夠順利開展，且擁有較高的安全系數(shù)，必須做好現(xiàn)場勘查和分析，針對風險做好應急預案。