隧道溶洞回填施工技术研究报告

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1、隧道溶洞回填施工技术研究报告（中铁五局贵州公司）一、立项的背景与意义我国的高速公路正处于高速发展时期，高速公路建设正由东部平原地区过渡到中丙部重山IX,所面临的地质环境问题将更为复杂。特别是贵州地K高速公路建设迅猛发展，贵州省正在成为两南陆路交通枢纽。贵州省的主要地貌为喀斯特地貌，隧道工程建设呈多溶洞特点。由中铁五局贵州公司承建的仁怀至赤水高速公路洞湾隧道位于贵州省习水县东南方llkm,隧道左洞长2126m，右洞长2090m。隧道最大埋深310m,洞身穿越泥岩、泥岩夹灰岩、灰岩地层。隧道在施工过程中多

2、次遇到溶洞，其中于2011年10月13日施工至丫K66+488时揭露出一处大型溶洞。该溶洞位于隧道底板以下，溶洞长轴与线路大致垂直，溶洞底部轴长265m、顺线路宽度57m,溶腔最大高度44m，溶洞顶板与隧道底板之间厚度为3-29m。溶洞底板坡度平缓,溶洞底分布少量乱石和淤泥，内有一处落水洞发育。目前岡内的隧道工程采用回填方案穿越大型溶洞的研究已较多，一般采用土石方进行回填，为避免沉降过大或不均匀沉降对上部结构物产生不利影响,再对回填路基进行注浆加固或夯锤夯实补强。透水性材料注浆加固往往由于注浆不均匀效

3、果不是很理想，不透水材料采用夯锤夯实补强也存在作业空间小、填层厚度大夯实效果不好等情况。根据贵州省习水县地质特点，洞湾隧道采用回填浆砌片石穿越大型溶洞。因回填浆砌片石方案与众不同，且实施的效果如何，值得我们研究。针对仁赤高速公路洞湾隧道大型溶洞采用回填浆片石方案，需要研宄溶洞底部基底承载力是否满足设计要求的技术难题，需要研宄如何保证地下水泄洪通道的问题。同时对回填浆砌片石的沉降情况进行研究，为今后类似地质及类似条件的隧道溶洞冋填施工积累经验。二、项0实施主要内容1、冋填施工方案简述隧道采用冋填M7.5

4、浆砌片石方案。1.1施工防护(1)对作业范围溶腔进行清危和防护。冋填石渣作为挖掘机作业平台，采用挖掘机清除崩塌失稳危石。采用钢管架搭设施工平台进行拱部溶腔锚喷支护。(2)清危后溶腔防护措施为：喷射混凝土厚10cm；锚杆采用φ22药卷锚杆，间距为1.5m×1.5m，长3m;钢筋网采用φ6.5，间距为25cm×25cmo1.2浆砌片石冋填(1)采用挖掘机清除溶洞底部虚渣，清理后基底承载力应大于l.OMPao(2)采用M7.5浆砌片石进行冋填，冋填宽度为隧道衬砌中线两

5、侧各7.5m,总宽15m,冋填坡率为1:0.3，回填高度每10m左右两侧设2m宽的加宽平台。片石和砂浆从隧道掌子面采用溜槽运至作业面。(3)为保证冋填浆砌片石与隧道底板岩体密贴，在冋填顶面预留注浆管，浆砌片石冋填完毕后向其灌注M20水泥砂浆进行填充。1.3隧道结构(1)YK66+480〜YK66+488、YK66+515〜YK66+520隧道边墙及拱部无溶洞段，二次衬砌采用45cm厚钢筋混凝土，不设仰拱。(2)YK66+488〜YK66+515隧道边墙及拱部均为空洞段，采用45cm厚钢筋混凝土明洞型衬

6、砌，不设仰拱。拱部设80cm厚钢拱架护拱进行支护，护拱内设118工字钢骨架，间距为60cm。2、基底承载力研究(1)采用地质雷达对溶洞底部地质进行物探，以探明溶洞底以下有无空洞及水体。仪器采用美国生产的R24型浅层地震仪，国产CDJ-Z100型检波器。浅层地震是利用人工激发地震波在岩土介质中的传播规律，探测浅部地质构造或测定岩土物理力学参数、进行物性分层、寻找构造破碎带的一种较成熟的地球物理勘察方法。根据波动理论，当人工激发产生的地震波在向地下介质中传播时，由于不同的岩土层具冇差异，当地震波经过具冇不

7、同波阻抗差异的界面吋，产生反射现象，应用专门的仪器记录各种波的传播吋间和特征，经数据处理后，便可获取岩土层、构造断裂带的反射信息本次浅层地震使用参数为：纵线采用单次触发，震源采用18磅人锺锺击，2道检波器，道间距lm，偏移距5-8m，炮点距lm,记录长度512ms，采样率125ns。物探结果：根据YK66+440-YK66+630左10mEH-4人地电磁测深成果图分析可知，右洞左10m测线上共发现一处断层或岩性分界线，里程为YK66+490,由小里程向大里程方向倾斜。隧道洞身附近发现一处异常，电阻率等

8、值线凌乱,电阻率偏低，推测为岩溶，岩石破碎、含水，里程位置为YK66+460-YK66+530。根据物探结果分析，并结合现场溶洞底部挖机挖探情况，YK66+460-YK66+530大溶洞基底覆盖乱石并富含一定地下水，但溶洞底部以下无大空洞和水体分布，能够满足在底部以上设置人型构筑物的条件。(1)采用地质钻机对溶洞底部进行钻探，根据芯样抗压强度判断地基承载能力。在溶洞范围内共布置8个地质钻探孔，每孔钻孔深度40延米左右。取岩样8组，试验结果为：天然密度2.