浅谈公路隧道施工中对溶洞的处理Word文档下载推荐.doc

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设计行车速度80km/h，隧道界限：

净宽10.50m（单洞），净高5.0m。

2工程地质水文条件

2.1地形地貌

隧址区位于重庆东南部，地形地貌受地层岩性及构造控制明显。

隧址区属于岩溶剥蚀峰丛洼地中山地貌区，峰丛底座相连，山顶浑圆，高程约800～1100m左右，地势北西高，南东低，隧址区处于高位岩溶槽谷与低位岩溶槽谷间。

2.2气象、水文

隧址区属于亚热带温润季风区，四季分明，冬冷、夏热，无霜期长，湿度大，云雾多，日照少，秋多绵雨。

隧址区地表无常年性水流，雨后形成的地表坡面流主要沿南东向的冲沟流向酉阳低位岩溶槽谷而汇入酉阳河，然后向南东于大路口一带继续下渗，转化为地下水后通过暗河形式排入龙潭河。

2.3地质评价

隧道穿越咸丰背斜东翼，无活动性断层，构造运动相对较弱，区域地质整体稳定性较好。

隧道洞身穿越地层寒武系耿家店组地层，地层结构较简单。

隧道与构造线呈34°

角斜交，洞身段围岩岩性为灰质白云岩和白云质灰岩，主要为硬质岩。

受裂隙及岩溶影响，局部段岩体结构破碎，总体上岩体较完整。

隧址区岩溶发育，在左线ZK6+180～ZK6+260m、ZK8+220～ZK8+300m段和右线YK6+160～YK6+280m、YK8+160～YK8+310m段岩溶发育，发育深度40～50m，主要以垂直岩溶管道为主，隧道开挖将受岩溶影响。

根据围岩岩体的坚硬程度、完整程度以及层间结合情况，岩溶的发育及地下水的富集程度，将桃花源2号隧道围岩划分为Ⅱ级、Ⅲ、Ⅳ级，以Ⅲ级为主，Ⅱ、Ⅳ级次之，围岩总体稳定性较好，但局部岩溶发育、破碎带段岩体完整性较差。

桃花源2号隧道围岩分级表表1

线位

分布里程

围岩分级

左线

ZK5+855~ZK5+904

ZK6+179~ZK6+259

ZK8+470~ZK8+490

Ⅳ

右线

YK5+832~YK5+879

YK6+160~YK6+280YK8+483~YK8+498

ZK5+904~ZK6+179

ZK6+259~ZK7+400

ZK7+950~ZK8+470

Ⅲ

YK5+879~YK6+160YK6+280~YK7+400YK7+950~YK8+483

ZK7+400~ZK7+950

Ⅱ

YK7+400~YK7+950

3岩溶地段溶洞动态处理方案

岩溶对隧道工程的影响主要是：

洞害、水害、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷四个方面。

当隧道施工遇到岩溶危害时，可按岩溶对隧道不同的影响情况及施工条件，采取跨越、加固溶洞，引排、截流岩溶水，清除充填物或注浆对软弱地基加固，回填夯实、封闭地表塌陷、疏排地表水等工程综合治理措施。

下面根据桃花源2号隧道的施工经验，分三种情况来谈谈对溶洞的处理。

3.1小溶洞的处理

小溶洞是指在隧道开挖面外且发育深度小于2m的溶洞。

桃花源2号隧道在整个洞身开挖过程中，遇到了很多的小溶洞，间隔小到1至2米，大到20至30米，甚至于同一桩号洞身周围有2至3个小溶洞，溶洞体积小则1到2方，大则15到17方，洞内有黄泥沙石填充物,并伴有少量流水。

在施工过程中，首先将溶洞了填充物清除，在喷射混凝土过程中用C20混凝土填充并找平，对于较大的溶洞，先在其四周施做约1.2×

1.2m间距的φ22药卷锚杆，锁住裂隙，然后加设钢筋网以利于填充混凝土，如图1。

在流水较大溶洞周围加密环向排水盲管，以利于更好的将水引至纵向排水管，并最终由中心水沟排出隧道，方便日后二次衬砌施工，如图2。

图1小溶洞处理

图2小溶洞中的排水处理

3.2拱腰以上的大溶洞处理

桃花源二号隧道岩溶以垂直熔岩管道为主，左洞开挖至ZK6+298位置时，自左侧拱腰至拱顶位置出现一溶洞，溶洞内夹杂黄色泥砂，溶洞宽9米左右，深度超出设计轮廓线2米左右，并形成一环线断缝。

溶洞附近围岩裂隙发育，在ZK6+296断面左侧拱脚处有一涌水口，有黑色细砂不断流出。

在洞身开挖至ZK6+302位置时，该溶洞已完全暴露出来。

在对溶洞内填充物清理后，该溶洞自左侧拱腰至拱顶横向宽度为11米，纵向宽度为4米；

深度超出设计轮廓线最大处3.8米、最小处1.2米、平均3.5米。

同时由于ZK6+296断面左侧拱脚处涌水口不断涌出泥沙,造成ZK6+310洞顶地表塌陷。

为保证隧道下一步的施工安全，采取了如下的措施。

3.2.1

将溶洞内部水抽干底部找平后使用C20砼铺底，厚度60cm，并使用φ10钢筋网片（20×

20cm）两层，层距40cm。

待铺底砼强度上来后，使用土石混和料对溶洞填充，在距地表50cm时采用地表土回填，对ZK6+310地表塌陷及时回填加固。

3.2.2

对原设计的S3型支护改为S5b型支护，增加Ф25中空注浆锚杆，为了确保接下来的开挖安全，采用Ф42超前小导管注浆，用以填充破碎带岩溶裂隙，使之成为整体。

同时对于左侧岩溶带采用Ф22药卷锚杆交叉施工，锁住裂隙。

小导管采用外径42mm.厚3.5mm热扎无缝钢管，钢管长度为5m。

后端预留1m止浆段，前端每隔15cm对侧打8mm出浆孔。

为便于小导管插入围岩，钢管前端做成10cm长尖锥状，尾部焊上箍筋。

环向间距1m，纵向间距1m，梅花行布置。

注浆采用水灰比1：

1的水泥单浆液，注浆压力0.3-0.5Mpa。

注浆顺序为先右侧后左侧，从无水处往有水初，从溶腔两侧往溶腔核心注浆。

注浆过程中随时观察注浆压力及注浆嘣排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管，跑浆，漏浆。

3.2.3

注浆完成后达到一定强度后围岩喷射26cm厚C20混凝土，采用18工字钢作为支撑骨架，纵向间距50cm。

待围岩稳定后，再对初支找平施工1.2mm厚EVA防水板，同时在防水板后埋设Φ100mm环向弹簧透水管及Φ110mm纵向双壁打孔PVC管，最终将周身渗水引入中心水沟。

3.2.4

最后施工60mm厚C30加强型钢筋混凝土二衬及仰拱，及时形成闭合受力环，支撑洞身围岩，并确保在剩于岩溶水头压力下隧道安全稳定。

图3大溶洞的处理

3.3岩溶水的处理

对岩溶水的处理原则是宜疏不宜堵，为防岩溶水的突然袭击，施工中可采用超前钻孔探测，预备足够的抽水设备，以确保施工安全，排水设施应结合具体情况可选用排水沟，涵洞、泄水洞等建筑物。

对岩溶水的整治应采取截、堵、排、防综合措施，并对本地生产、生活用水采取适当的保护措施，以免污染环境。

桃花源2号隧道左线掌子面开挖至ZK7+249时，左侧出现一溶洞，及掌子面中间出现一溶槽，并且左侧溶洞跟掌子面中间溶洞相连通，形成一溶沟。

左侧溶洞高约21米，宽为1.5米，深为8米。

右线掌子面开挖至YK7+292.5时，右线左侧出现溶洞，此溶洞跟左线溶洞延伸过来的溶洞是同一溶洞，刚好在左、右线中隔墙之间形成一溶沟。

当右线溶沟被挖断后，左线溶洞流水量基本上很小，甚至没有。

右线掌子面开挖至YK7+304.5时，左、右侧溶洞完全显现出来。

右线左侧溶洞高约2米，宽1.5米，深度未知。

右侧溶洞高约2.5米，宽2米，深度未知。

阴雨天气时，右侧溶洞最大流水量约达每小时600升。

对于流水量比较大的溶洞采取如下措施：

首先在流水量大的拱脚位置埋设深孔排水管，用16MФ102*5无缝钢管。

前断10m包裹土工布，每隔15cm对侧打直径10cm透水孔，后端6m外壁封浆接至隧道中心水沟，将岩溶渗水直接引入中心水沟，确保围岩稳定安全。

由于右线右侧溶洞水量较大，为了隧道整体的安全，加大排水量，经过充分论证，加铺了两根φ50cm水管，经中心水管下方并穿越洞身溶沟最终将水引入到左洞左侧溶洞，等于回归此溶洞天然水路，更好的保证了隧道整体的安全及稳定。

图4岩溶水综合处理

4经验与体会

溶洞处治需根据施工开挖揭露的实际情况，按动态设计、动态施工的原则进行处理；

当开挖遇到岩溶现象时，须严格按溶洞处治动态施工程序进行处理。

根据桃花源2号隧道的具体地质情况，项目部制定了各种应急处理方案，因地制宜，对每一种可能出现的情况都有相应的对策，保证了处理的及时到位和施工的顺利进行，创造了良好的经济效益和社会效益。

通过对该隧道的溶洞处理，也为以后相类似的工程积累了宝贵的经验。

参考文献

[1] 

黄伯瑜.岩溶地基稳定性评价与工程处理[J].勘察科学技术，1988（3）:

1～6

[2]公路隧道设计规范[S].JTGD70-2004

[3]公路隧道施工技术规范[S].JTJ042-94