隧道在溶洞地段施工处理技术探究

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1、隧道在溶洞地段施工处理技术探究　　【摘要】溶洞是喀斯特地貌区隧道施工中经常遇到的一种地质现象，它的出现极容易导致突泥、涌水、塌方及隧道支护变形、开裂、下沉，侵入净空等病害，影响施工进度，危及施工安全。瑶寨隧道地处大西南典型的喀斯特地貌区，施工过程中多次遇到不同类型溶洞，文中以工程实例为依托，通过对溶洞处理进行研究，提出不同类型溶洞处理的基本模型，总结不同类型的溶洞的不同处理方法，形成一套经济可行的隧道在溶洞地段施工处理技术，有效地解决了隧道施工过程中溶洞处理难题。【关键词】土木建筑；工程施工；隧道；溶洞；处理技术；研究引言溶洞是

2、喀斯特地貌山区隧道工程建设中常见的地质现象，每年都有因不同程度的类似地质灾害造成巨大的经济损失和人身伤亡事故。因此，总结形成一套经济可行的隧道在溶洞地段施工处理技术迫在眉捷，有效解决隧道溶洞施工难题，提高行业技术管理水平，总结经验服务于其他同类工程。1研究目的及方法（1）研究目的：总结形成一套经济可行的隧道在溶洞地段施工处理技术7（2）研究方法：收集资料，以瑶寨隧道工程实体为依托，对各种不同形态的溶洞积极进行处理，以处理效果诠释方法的可行性。2研究结果及分析2.1研究结果经过两年时间的施工总结，基本实现了预期的研究目标，总结出了

3、一套经济可行的隧道在溶洞地段施工处理技术方案。该方案把溶洞发育基本划分为三种类别，分别作了详细地说明，并以工程实例说明其可行性。2.2分析隧道施工遇到溶洞时，根据设计文件及现场实际，查明溶洞基本情况，分别以引、堵、越、绕等措施进行处理[1]。据此及以往工程类比、施工经验，结合瑶寨隧道施工过程中所遇到的溶洞情况，将溶洞划分为三种不同类别，并建立模型，采用不同方法进行处理。2.2.1空腔型穿越方案（1）小型空腔（空腔宽度不大于洞径且高度不大于隧洞净高）如隧道拱部、边墙或底部存在小型干溶洞或空腔、内部几乎无充填物、无水，可采用砂石料、

4、浆砌片石、干砌片石、水泥砂浆或混凝土等全部填充。7（2）大型空腔（空腔宽度大于洞径或空腔高度大于隧洞净高）空腔在拱拱：对空腔不做处理，直接采用隧道初期支护做内模，泵送砼一定数量做护拱，再进行泵送砂或锯末作缓冲层，防止溶洞空腔壁掉落碎石直接冲击。空腔在拱墙外侧：采用浆砌片石砌挡墙封堵，砌筑高于隧道拱顶1-3m，而后做初期支护，防止拱墙外侧溶洞长期风化崩塌，直接挤压隧道结构。空腔在仰拱底：如深度较小（不大于15m），范围较大，可按路基填筑方法施工，填至仰拱底标高，进行仰拱施工；如深度较大，范围较小，可采用工字钢或槽钢等高强度钢材作梁

5、，两端置于坚实的基础上，而后进行仰拱等后续工程施工。工程实例：瑶寨隧道进口侧左线开挖至ZK45+752～ZK45+758处，揭露一朝下朝右发育的溶洞，朝下方向洞口面积约为5m（纵向）×7m（横向），洞口朝下5m后溶腔变大为17m（横向）×7m（纵向），且溶洞垂直朝下走45m后变为朝小桩号约50度斜角向下发展。朝右方向7m（纵向）×6m（横向）×4m（高）一溶腔，以1m（宽）×1.5m（高）溶隙向右发展。掌子面呈中风化灰岩，层状结构，节理、裂隙较发育，有1-10cm填充物。处理方案：7①溶洞及纵向前后2m范围内（即ZK45+752

6、～ZK45+761段）加强支护。②朝下方向溶洞，采取片石回填处理，片石回填至距仰拱低标高1.0-2.0m时，回填M7.5浆砌片石，回填至距仰拱低标高0-1.0m时，施作C25钢筋混凝土盖板，按25*25*25cm布Φ25筋。为保证回填的混凝土与溶岩连接，于溶腔内壁打设Φ22药卷锚杆，L=3.5m，1.0m*1.0m梅花形布置，外露50cm与Φ25钢筋焊接牢固。处理效果：安全顺利通过该处溶洞，确保了基础稳定，方案可行。2.2.2填充型加固方案隧道溶洞填充物基本可分为2类：淤泥类，风化碎石、砂类。淤泥类：粘结力好，有较强的自稳能力，

7、开挖支护过程中不易坍塌、突出，但在初期支护完成后容易使初支受压过大，产生变形，针对此类填充，应加强初期支护，及时进行仰拱闭合，距离不宜过长，可有效避免初期支护变形，下沉。工程实例：2009年9月9日，瑶寨隧道出口左线掌子面开挖掘进至ZK48+140，掌子面右侧上半部发育占1/4面积的溶洞，溶洞为新生黄土、湿润，拱顶不能自稳，易形成掉块空洞。左侧1/2为中风化灰岩，层隙、节理发育，局部有弱夹层或者粘性土存在。现场综合判定应为V级围岩。7处理方案：采用Ф42超前小导管进行注浆加固，导管长L=4.5m，环向间距40cm，拱部130°布

8、设，浆液为水泥净浆（加速凝剂），水灰比1：1，初压0.5MPa，终压2.0MPa；初期支护采用I18型钢拱架，间距1.0m/榀，系统锚杆为Ф25中空注浆锚杆，环向间距1.0m。超前注浆完成后4小时，待浆液凝结后进行开挖，分上下台阶，短进尺，及时封闭。处理效果：采