新屋基隧道遇大型填充偏压溶洞处理措施探索

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1、新屋基隧道遇大型填充偏压溶洞处理措施探索摘要：新屋基隧道位于碳酸盐岩分布区，岩溶强烈发育区。左线隧道ZK26+362～ZK26+381段从特大偏压填充型溶洞中穿过，施工初期采取的常规溶洞处治措施未能达到目的。最终创造性地利用预应力锚索处治滑坡的思路，成功进行了本项目的大型偏压填充型溶洞的处理，以期能给其它此类溶洞处理施工的技术人员一些启示。中国7/vie　　Abstract：Xinentarea.ZK26+362-ZK26+381segmentoftheleft-linetunnelpassesthroughtheextra-larg

2、eeccentricfilledbiascave.Theconventionalkarsttreatmentmeasuresusedintheinitialconstructionfailtoachievethegoal.Themethodofusingprestressedanchorcabletodealentoflargeeccentricfilledcavetosomeenlightenmenttothetechnicalpersonnelofthiskindofcave.　　关键词：新屋基隧道；溶洞处理；填充偏压型；预应力锚

3、索　　Keyentofkarstcave；filledbiastype；prestressanchoragecable　　中�D分类号：U455.49文献标识码：A：1006-4311（2017）12-0146-03　　1工程简介　　新屋基隧道是重庆沿江高速公路重庆至涪陵段的重要工程之一，隧道方向由西向东，最大埋深471m。为深埋特长隧道分离式隧道。　　其中，左线起止桩号ZK25+545～ZK31+547.077，长6002.077m其中Ⅲ级围岩2408m，Ⅳ级围岩2617m，Ⅴ级围岩957m。　　隧道所经地区为构造侵蚀一溶蚀中低山地

4、貌。山脉多呈波状高低起伏，欲连似断，以坡陡、脊薄为其特点，山上多为植被覆盖，碳酸盐岩分布较广，在山间形成南北延伸的岩溶槽谷，密集分布着溶洞、洼地、落水洞、漏斗、溶沟、溶槽等。　　2遇溶洞后的处理方案及效果　　2.1揭示溶洞　　左线隧道掘进至里程ZK26+362时揭示了填充型溶洞，掌子面揭示溶腔内填充物为软塑状黏土，含小石块，结构松散，含水量稍高，有弱岩溶水活动迹象。超前地质探孔表明前方填充物的工程地质特征与掌子面所揭示相类似，发生突水、突泥等地质灾害可能性很小。　　地质钻孔探明隧道下溶洞填充物厚度为6～7m，其工程地质特性也较好。　　

5、2.2初期采取的施工处理措施　　根据所掌握的溶洞发育特征及填充物工程地质情况，采取的超前支护措施为：超前帷幕预注浆+φ108大管棚。通过向溶腔内填充物注入浆体，形成在隧道边缘线外，厚度为5m的加固圈。以增加周边围岩的强度，使围岩形成自稳平衡拱。　　采取短台阶法法开挖，初期喷射C25砼，厚度25cm，I16工字钢拱架间距由1.0m加密至0.5m，拱脚处设置5m长的锁脚锚管。　　3.5m长的？准25中空锚杆作系统锚杆。　　2.3处理效果　　当掘进至里程ZK26+369时，发现位于溶腔内的钢拱架均出现变形，部分超限。等变形稳定后进行换拱，换

6、拱时出现小面积坍塌。但过了4d后，又出现钢拱架变形及部分超限，支初喷混开裂及脱落现象。钢拱架变形、超限和初支喷混开裂脱落部位基本集中在隧道左侧。　　3对溶腔进行了详细的地质勘察及钢拱架变形原因分析　　3.1详细的地质勘察　　经再次对隧道进行详细的钻探勘察，发现左侧填充层厚11～16.5m，填充物中含有巨型孤石。右侧厚3～7m。前方洞壁位于隧身里程ZK26+381处，无法确定其堆积高度。溶洞两侧洞壁基本为垂直发育的形态。　　其中ZK26+368断面的岩溶发育情况如图1所示。　　3.2钢拱架变形原因分析　　根据钻探勘察结果，对钢拱架再次发

7、生变形超限的原因进行了研究及分析，认为是如下原因。　　①地质差，偏压大。因溶腔内填充物松散，岩溶水的存在增大了流动性，自身不能形成自然平衡的普氏拱，且施工破坏了原来脆弱的平衡状态，致使所有上方填充物的压力均作用于隧道洞身上。　　钢拱架后变形侵限主要集中在隧道左侧，且左上方填充物中含有巨型孤石，说明溶腔内填充物对隧道造成较大的左侧偏压，常规处治方法无法抵抗巨大偏压力。为本次溶洞处理的关键技术难题。　　②填充层厚。因左侧填充层厚11～16.5m，右侧厚3～7m。单根长5m锁脚锚管无法起到固定作用。　　③二台阶法不适合该溶腔。为了便于机械作

8、业，溶腔段的隧道掘进采用二台阶法，但造成临空面太大，不利于掌子面稳定。　　④上台阶基脚软弱。因洞身处于溶腔内，上台阶初支钢架基脚落在承载能力差的软弱填充物上，导致钢拱架及拱顶下沉，易造成坍方。　　4本项目关键问题――偏压