大断面大倾角斜井溶洞施工技术

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1、大断面大倾角斜井溶洞施工技术张文明（中铁隧道集团有限公司第一工程处，河南新乡453000）摘要随着特长隧道的不断增多，为了解决通风问题，一般采用斜井进行通风。摩天岭隧道全长7353米，为西南第二长高速公路隧道，隧道右线设通风斜井1座，斜井长817.673米，倾角25°，开挖过程中遇大型溶洞2处，一处斜井正穿溶洞，溶腔断面大；一处为泥质充填，厚度无法探测。本文就此2个斜井溶洞的处理，提出可行可靠的施工方法，并总结了成功的经验和体会，以供同类工程施工借鉴。关键词公路斜井大倾角溶洞1概述1.1设计概况国家重点公路杭州至兰州线重庆巫奉高速公路A19合同段，位于重庆市

2、奉节县双潭乡境内，主要工程项目有摩天岭特长隧道及右线2号斜井。摩天岭隧道全长7353m，其中我合同段承担右线出口3608米，左线出口3527.785米的施工任务。隧道左线纵坡为1.864%，右线纵坡1.871%。隧道设计净宽10.25m，净高5.0m。设计行车速度为80Km/h。摩天岭隧道2号斜井位于隧道右线右侧，井底位于右线里程YK46+639的右侧44.95m处，通过排风通道、送风通道、风机房和隧道右线联通；该斜井作为巫奉高速公路重难点工程之一，担负7353米摩天岭隧道右线的运营通风任务。斜井通过段岩性以灰岩为主，地下水为碳酸盐岩类岩溶水。斜井坡度大（2

3、4.95°）、长度长（816.763米），斜井岩溶极其发育，施工难度极大。1.2斜井1号溶洞概况2006年10月21日晚23时30分掌子面在打钻的过程中，其中有3个钻孔已出现异常，装药爆破后，掌子面形成一个直径约3米的空洞，前方深不可测。次日对溶洞经过详细勘测，溶洞距离洞口约110米，斜井正穿溶洞。溶洞内无水，溶腔大，纵向长度49米，高度22米，宽度达26米，溶腔内岩石表面有黄色泥土，表层不同程度出现风化迹象，石钟乳十分发育，洞内出现石钟乳柱、笋等形状，见图1。溶洞内联通性好，上部约200米处有一更大的溶洞，四周有空洞相连。下游有落水洞，同时有大的溶洞出现。

4、流水通道断面均比较大，上部全部为风化成泥的形态，底部淤泥较厚，经过水的冲击形成泥沟。暗河与斜井平面相交，在斜井底部穿过，岩层厚度为11米。1.3斜井2号溶洞概况2006年12月2日，掌子面爆破后，掌子面出现黄色粘土，其面积达1/3左右，粘土粘性强。经过地质雷达进行探测，前方范围比较大，超过20米。揭露溶洞上部为粘土，下部为砂层，再次采用水平地质钻机，最终确定溶洞的大致形状。因洞室内充填物以沉积砂、砂砾石和粘土为主，下部为砂层，上部为粘土层，但砂层处于斜井洞身四周，且随着斜井的进一步掘进，洞顶的砂层越厚，对施工影响和危害性极大，左侧顶部有岩溶裂隙水渗出，溶洞壁

5、围岩为隐晶质灰岩、白云质灰岩，节理裂隙较发育。根据岩溶规模，2个溶洞应属于特大型溶洞，因此应采取特别处理。其溶洞情况见图2。2工程地质及水文地质隧道区内山势走向受构造线和地层岩性控制，山体两侧坡势陡峭自然坡度在40°～55°之间，山顶宽缓，形成峰丛、槽谷、岩溶洼地、落水洞等岩溶地貌形态，峰丛多成浑圆状，槽谷、岩溶洼地连续呈脉状展布，主槽和主要沟谷及脉状峰丛受构造控制，与构造线走向基本一致；山脉顶部为宽缓的构造溶蚀峰丛洼地地貌，峰丛沿构造走向分布，峰丛高度30～50m5，峰丛之间有山间溶蚀洼地，图11号溶洞照片图2溶洞平面位置和纵断面图洼地四周为崖壁，高出邻区

6、100～300m。斜井穿越段全部为灰岩，地表位于灰岩和泥岩、页岩交替带，而且地表局部溶蚀为溶沟、溶槽，可见深度0.8m，延伸长度1～10米不等。地下水为岩溶裂隙水，受大气降水补给，地表水直接沿溶沟、溶槽从落水洞、岩溶漏斗、岩溶裂隙进入地下。隧道地处5亚热带季风气候区，其特点是春早、夏热、秋凉、冬暖多雾，四季分明，无霜期长，光照适宜，雨量充沛，风速较小。多年平均气温16.5℃，历年最高气温43.1℃（7月），最低气温-9.2℃（1月），多年平均降雨量1261.9mm。隧道施工期间恰遇重庆市百年不遇的旱季，因此揭露时溶洞内基本无水。3溶洞处治方案根据斜井岩溶发育

7、特点，结合隧道工程的结构特点和受力特征，按拱部、边墙和底部三个部位确定岩溶处治方案，另外要充分考虑斜井的施工特点。3.1斜井1号溶洞处治方案（1）溶洞顶部处理方案溶洞四壁全部灰岩，表面已风化，为泥质，出现流水或滴水处水中含大量钙质，形成石钟石。灰岩层理之间充填有泥，为了防止施工期间以及运营期间掉石，保证安全，对溶洞顶部采用锚网喷进行封闭，锚杆采用药卷锚杆，单根长300cm，间距1×1m，单层φ6.5钢筋网，网眼间距20×20cm，喷混凝土厚10cm。（2）溶洞底部处理方案溶洞底部回填较深，最深处达到12米，采用洞碴回填，洞碴顶部为厚1米的C25钢筋混凝土浇注

8、，1.5米厚M7.5号浆砌片石回填。（3）斜井二次衬