隧道中特大溶洞堆积体的跨越设计

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1、公路隧道2013，年第2期(总第82期)隧道中特大溶洞堆积体的跨越设计高珍忠鲁志伟(中国公路工程咨询集团有限公司桥隧分公司武汉430052)摘要本文结合柳州南二环桐油山隧道、沪蓉国道主干线湖北宜昌至恩施公路野三关隧道和沪瑞道主干线贵州镇宁至胜境关公路黄果树隧道，提出了公路隧道中存在特大溶洞堆积体的三种跨越方式，并从各方面进行了比较，找出了各种跨越方式的适用条件，供相关设计参考。关键词溶洞堆积体跨越隧道跨越洞穴措施。1引言但对于特大溶洞堆积体的跨越方式一直比较难近年来，我国在铁路、水工、公路隧道施工中

2、均于处理，本文结合柳州南二环桐油山隧道、沪蓉西国遇到岩溶突水、突泥、顶板溶洞填充物陷落冒顶以及道主干线湖北宜昌至恩施公路野三关隧道和沪瑞国底板塌陷问题，都采取堵、排、绕处理方案通过，隧道道主干线贵州镇宁至胜境关公路黄果树隧道，提出穿越岩溶地带，首先要分析岩溶的连通性、有无填充了公路隧道中特大溶洞堆积体的代表性的三种跨越物及填充物的构成等，其次采取合理的加固措施及方式。表1国内几座隧道内特大溶洞堆积物的处理办法序号线别隧道名称危害情况处理办法长30m溶洞内涌泥，涌水，特大深孑L高压超前预注浆，地面与坑

3、道间注浆，钢筋混凝土桩，栅绕道1衡广铁路复线南岭隧道型溶洞坑等跨越合肥至芜湖高特大溶洞堆积体，高达40m，长采用钢筋混凝土“管梁”整体穿越大岩溶区，采用“眼镜工法”变大2速公路试刀山隧道30m跨为小跨的跨越长35m特大溶洞，高水压，涌水隧底钢管桩注浆加固，衬砌周边径向注浆加固，二次衬砌采取厚3渝怀线铁路圆梁山隧道涌泥im的C30钢筋混凝土1．5MPa抗水压衬砌长50m特大溶洞，填充物为粘高压旋喷桩加固跨越，利用旋喷桩桩群的摩擦性能及桩体的高强4渝怀线铁路干溪沟隧道土夹碎石度，加大地基承载力紫阳至陕川

4、界对溶洞采用块、片石回填处理，然后施作边墙纵梁、横粱及钢筋混5高速公路牛角坪隧道长17m大溶洞，为空洞凝土板跨越。柳州南二环市桐油山隧道长20m，深17m以上的粘土充左、右边墙及中隔墙基底各设一根纵向钢筋砼梁跨越溶洞。在钢6政道路(连拱隧道)填溶洞。筋砼梁以下采用C25砼换填溶洞充填物。宜昌至恩施高隧道溶洞空腔段和坍塌堆积体对梁体下部的虚渣进行注浆加固；采用钢筋混凝土简支梁方案跨7速公路野三关隧道段长70m越。镇宁至胜境关长44m“厅堂式”的大型溶洞，采用树根桩注浆和仰拱梁结构跨越，二次衬砌与仰拱采

5、用钢筋混8高速公路黄果树隧道溶洞中充填碎石夹粘土。凝土梁板结构，可进行分块浇注。的深度在17m以上，向上延伸至地表，隧道上覆土2钢筋混凝土梁跨越设计层厚度实测约为20m，整个双跨隧道断面均从溶洞粘土充填物中穿过。该地段集大跨度、浅埋、不良地桐油山隧道K2+312～+332地段为纵向宽达质等不利因素于一体，总体条件极差，为了确保施工20m的粘土充填溶洞，溶洞沿横断面方向贯通了整和结构安全，根据实际地质条件采用以钢筋砼梁跨个隧道。经地质勘探部门补充钻探，溶洞向下延伸越溶洞的处理方案，见图1。·45·高珍

6、忠等隧道中特大溶洞堆积体的跨越设计物成分为方解石和白云石；节理、裂隙发育，多被方隙面见钙化、附着泥质。针对野三关隧道ZK103+解石脉充填，隙面可见褐红色的铁锰质氧化物浸染。963处纵向70m特大溶洞采用跨越方案处理，采用岩溶现象发育，局部岩芯表面可见溶蚀现象，部分裂4×18m钢筋混凝土简支梁方案，见图3。O。L一∞一一，^，菡蜜、cn⋯⋯HI／一＼一一+昌姜{、0O』0／量＼I量N／NlJ．1＼—r瑟佩捕墨jc30钢筋混凝土底板仰鞋⋯一_'硭Jl挖孔桩∞20Ll~2,0t扣I灰桥⋯r7200卜2O

7、m铜砼挖孔桩020m钢砼挖孔桩门、020m钢砼挖孔桩中20m钢砼挖孔桩一／1桩基3桩基5桩基7雌基1650∞军18000早18001800——量妻量、中22Om桩钢基砼挖孔桩0240m桩钢基砼挖孔桩中260m桩钢基砼挖孔桩N。280m桩钢基砼挖孔桩图3野山关隧道基底管梁结构立面和平面布置图(1)上部结构形式改善梁体受力性能，注浆采用3．0m长的钢花管。理论梁长18m，实际梁长17．98m，采用钢筋混凝土实心梁，横断面为U型，其中两侧宽1．905m，梁高为2．4m，中间宽8．24m，梁高为1．9m，总

8、宽12．05m，梁体与其上60cm厚衬砌结构整体连接。结构分析中只考虑结构自重荷载、顶上回填荷载以及汽车荷载，未计温度作用。梁体自重荷载按596kN／m计，梁体上60cm厚衬砌自重荷载按679kN／m计，衬砌顶回填荷载按2m高度计，其数值为596kN／m，汽车荷载为公路一工级。经计算，跨中荷载组合最大弯矩值为94690kN·m，正截面强度计算配筋量为1977cm，裂缝验算配筋量为2570cm，考虑梁体底部土体经过一定的注浆处理后具有一定的承载能力，最终纵向配置2～3层