隧道穿越溶洞堆积物的设计与施工

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1、隧道穿越溶洞堆积物的设计与施工张德和提　要：本文介绍了合肥至芜湖高等级公路试刀山右线隧穿越大型溶洞、断层、地层交接复合带及处理溶洞堆积物设计与施工的体会和经验。如：锁定相邻危险地段以巩固作业区“后方”；采用高压注浆和锚杆加固洞周岩体堆积物；采用钢筋混凝土“管梁”整体穿越大岩溶区；采用“眼镜工法”变大跨为小跨，确保施工安全；严格控制围岩变形防止结构沉降等，可供类似隧道设计与施工参考。主题词：溶洞；堆积物；设计；施工；“管梁”结构；“眼镜工法”分类号：U452　文献标识码：ADESIGNANDCONSTRUCTIONOFTUNNELCROSSINGCAVERNWITHACCUM

2、ULTIONSZHANGDe-heSurveyandDesignInstitute,TunnelEngineeringBureauofMORAbstract：TheShidaoshanTunnelisadouble-linetunnelontheHefei-Wuhuhigh-gradehighwaywithitsright-linetunnelcrossingbigcavern,fault,joinedstratumcomplexzoneandhavingmuchaccumulationsinthetunnel.Thepaperintroducestheexperience

3、sandunderstandingsofdesignandconstructionofthiskindoftunnelandthetreatmentoftheaccumulationsinfollowingaspects,suchas:lockingupadjacentdangersectionstoensuretherear-areaofworkingregion,strengtheningrockaccumulationsaroundcavernbyhigh-pressuregroutingandusinganchorbolts,crossingbigkarstregi

4、onbyapplyingreinforcedconcretetube-beamasawhole,convertinglargespanintosmallspanbyusing“glassesconstructionmethod”toensuretheconstructionsafety,controllingstrictlythedeformationofsurroundingrocktopreventthesubsidenceofstructure,etc.Theyarevaluableasreferencefordesignandconstructionofsimila

5、rtunnels.Keywords：　cavern;accumulation;design;construction;tube-beamstructure;“glassesconstructionmethod”文章编号：1006-2106(1999)02-0054-571　工程概况与溶洞规模　　试刀山隧道是合肥至芜湖高等级公路上最长的越岭隧道，系双管四车道工程，右线隧道长1125m；左线隧道长1093m，左右隧道相距50m，开挖断面积约为110m2。　　隧道洞身穿越灰岩、泥炭岩、页岩、砂质泥岩及泥质砂岩。灰岩地段岩溶发育，分布20余个中小型溶洞，右线隧道开挖至44K+959

6、处遇到大型溶洞、断层、地层交接复合带，发生顶部坍方，沿线路方向宽15m，影响长度约30m。溶洞内充满堆积物，塌落高度40m以上，堆积物多为大粒径孤石，淤泥填充，最大粒径达4m，一般为0.5～2m，相互交错，挤压，大量堆积物从拱部塌落下来堆满掌子面，按常规方法三次清理千余方，仍是随清随坍，形成大型坍体，三块巨石卡在掌子面顶部难以处理而被迫停工。为探明溶洞规模，在掌子面左侧开挖一个4m2的导坑，除灰岩堆积物外，夹有泥岩、砂岩剥落体，隧道底面以下溶洞被填平。根据超前导坑揭示及洞内洞外的调查，此溶洞位于石炭系灰岩与泥盆系泥岩夹薄层砂岩的接触带，垂直于隧道轴线向上延伸，上与地表“漏斗

7、”相通，下与力寺力库关联，加之F5断层影响，地下水受泥岩隔水层的阻拦，接触带岩溶更易发育，在地下水的作用下，泥岩剥落，灰岩溶蚀切割，下至高程54.62m仍有岩溶发育，岩溶构成如图1，溶洞堆积物与隧道关系如图2。图1　岩溶成因示意图图2　溶洞堆积物与隧道关系示意图2　设计思路想与穿越堆积物的技术对策　　溶洞堆积物宜固不宜清，先支后挖，强支护，开挖断面要变大为小，步步为营。因此必须加固周围的岩堆，构成整体结构受力。　　施工前必须做好稳固掌子面的工程措施，防止顶部巨石下坍危险。固结块石坍体，确保溶洞堆积物的稳定。　　穿越