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域內洼地匯集，隨后經過溶洞、裂縫流向地下。溶洞區域的自然坡度約為20°，擁有豐富的地下水，此區域滲水較為嚴重，具有極高的涌水危險，且圍巖極其不穩定。

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，缺乏可靠的常規復合襯砌結構的承載環，因此不可以進行常規施工。

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 連續性好

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

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。

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滲漏現象，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”，即按照規定順序進行澆筑，進而搭設跨越平臺。

(2)支護。此環節一般都是在已經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，隨后進行支架的搭設，而技術人員則經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)作業平臺的搭建。施工單位應當在開采完畢的區域搭設槽鋼支架以及工字鋼，將其作為作業的平臺，并對其進行嚴謹的焊接，同時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，同時為了使巖壁穩定，設置鋼筋網以及錨桿，隨后噴射混凝土，并對工字架進行架設。其中，各工具、材料的規格為：噴射混凝土型號為C20，鋼筋網為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，從而將其軸線的中心線，若現場無法放樣，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，并且進行遠距離的填藥工作，隨后在對面側壁進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，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的養護，當強度達到超過設計規范的80%后，便可以對拱頂、邊墻進行澆筑作業，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，必須做好現場勘查和分析，針對風險做好應急預案。