高速公路岩溶区隧道承压充填型溶洞施工方案.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2023-04-27作者简介:孙泽龙(1978),男,河北唐山人,高级工程师,从事高速公路桥梁隧道施工工作。高速公路岩溶区隧道承压充填型溶洞施工方案孙泽龙(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南 郑州 450000)摘要:为避免高速公路施工中的岩溶影响到施工的生产与安全,基于云贵高原地区喀斯特地貌及岩溶发育特点,采用三维超长地质预测和超前钻井相结合的检测手段,对隧道建设进行前期检测。对有压力充填的溶洞,通过分次泄压的方式进行消除,使隧道的施工处于无压且稳定的状态。结果表明,新场隧道溶洞从确定方案至初期支护完成用时较短;该工程的注浆效果显著,解决了溶洞问
2、题,具有较好的社会和经济效益。关键词:高速公路;充填型溶洞;岩溶区隧道中图分类号:U455.49文献标识码:B0 引言岩溶溶洞是可溶性岩层受到地表水溶蚀力,以及地下水的化学、机械冲刷等共同作用而造成的地下溶蚀现象。在岩溶区建设隧道的过程中,由于部分隧道存在溶洞,一方面会影响施工进度,另一方面很容易引发崩塌、突水突泥等灾害。因此,应重视超前地质预报,并根据不同的岩溶发育程度采用不同的施工方案,保证隧道工程如期完成。鉴于此,对某隧道岩溶区承压充填型溶洞的施工方案进行深入分析旨在为岩溶区隧道溶洞的处治技术提供更科学合理的参考建议。1 工程概况新场隧道入口设于镇雄县杉树乡,新场隧道出口设在彝良县海子乡
3、的新场。该隧道左线起讫桩号为ZK137+060ZK142+447,长度为5 387 m,出口到入口的纵坡坡度为-1.049%。右线起讫桩号为 K137+078K142+462,长度为5 384 m,出口到入口的纵坡坡度为3.80%,隧道最大埋深为695 m。左右设计线间距19.230 m,为一条4车道的分通道,隧道的出口端左侧为偏心端壁型洞口,围岩等级以、级为主,该隧道入口右侧开凿至K140+190时,开挖面上产生了较大范围的溶洞。其影响区域为K140+184K140+290,纵长为 106 m,横宽为 36 m,溶腔最大空洞高为 6.7 m。溶洞主要分布在洞室顶部,洞室内部有一条暗河,且有些
4、洞室的底部比洞室顶部还高。经预测,在掌子面前方约100 m的区域,充填式承压溶洞发育较好,这对隧道的施工非常不利。2 溶洞施工原则在处治溶洞时,需加强物资设备的保障,基于超前预报等技术,循序渐进地进行施工处理,并需确保溶洞周围岩石结构的稳定性。选择施工方案的前提是能准确预报隧道围岩的地质情况,从开挖到二衬施工需要严格按照相关技术规范,实时把控隧道溶洞位置沉降或变形情况,对异常突水和相关冒顶塌方进行预控。此外,还需避开潜在的安全隐患,降低隧道二衬施工后的二次渗漏。结合施工现场的实际情况,充分考虑技术人员和机械设备在现场的可操作性,以及在施工过程中的执行情况。在施工过程中,除需避免人、机、料的间接
5、不合理安排,还需考虑到施工人员的操作容易程度和施工中的活动范围,尽可能降低施工难度,优化现场施工方案,使得施工进入良性运作。最后,在保证安全、质量的前提下,节省施工成本。3 施工方法特点3.1 岩溶区加固方法洞腔内无填充物和水的溶洞称为干溶洞或无充填型溶洞。其产生的影响程度大小主要取决于隧道与干溶洞之间的距离、干溶洞的大小等。洞腔内存在软土、沙、碎石等填充物的溶洞称为充填型溶洞。充填型溶洞根据充填物的不同,可大致分为三种类型,分别为填充淤泥型溶洞、填充黏土型溶洞,以及填充泥沙型溶洞。填充淤泥型溶洞具有洞壁易破碎,溶洞内充填大量的饱水性粉质黏土,溶洞发育范围大小不一的特点。大型填充淤泥型溶洞危险
6、性最大,未探明前贸然139总662期2023年第32期(11月 中)采取措施开挖进尺,容易造成突泥事故。因此,若采用超前物探等方法探测到掌子面前方为淤泥充填型溶洞时,则应立即停止施工,并在临近溶洞的地方竖立危险警示标志,封闭掌子面后再进行治理。填充黏土型溶洞内充填粉质黏土,洞内一般较干燥,无积水,充填范围一般较大,自稳能力差。当填充黏土溶洞在基底发育时,可采用钢管桩法进行加固,在岩溶洞空腔远离掌子面的地方,设置一个泄压孔,将岩溶洞室中的充填体进行泄压引排。通过这种方法,可有效降低隧道的围岩等级和围岩压力。在施钻时,需要对钻孔进行详细地记录,并使用超前钻孔来确定掌子面前方溶洞的具体情况。在溶洞前
7、后40 m范围内,进行径向注浆加固,加强抗渗强度。3.2 溶洞仰拱和二衬施工方法溶洞主要分布在隧道的顶拱处,溶腔内部存在地下暗河,河底部比隧道顶拱要高。在溶洞区周围和顶面的危石、碎石须用挖掘机清除,在溶洞底的泥沙和其他填充物也必须清除。在溶洞周围喷10 cm厚C25混凝土封堵,并在不稳定的岩石上加设钢筋网片和锚杆,以保证在施工和运行过程中的安全性。对于地下河和岩溶腔中的裂缝水,需设置排水管进行疏通。在进行溶洞处治时,需要确保其地下暗河的进排水口和排水通道畅通,且应在靠近排水口的位置设置挡泥板等。在隧道的右前方,采用2 m厚的C25混凝土护拱。为避免在雨水季节溶洞内发生水下渗漏,对隧道的整体稳定
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