隧道穿越大型岩溶区时的施工处理方案

韦培富

(贵州省交通科学研究院有限责任公司)

1 隧道左线ZK66+461～ZK66+486段溶洞处理

左线ZK66+461～ZK66+486段溶洞顶与隧道底板之间岩体基本为中风化灰岩，厚度为16.93～35.78 m。经计算，该段隧道底板岩柱能够满足承载力要求，但因左线隧道施工爆破对其进行了扰动，造成部分顶板岩体失稳，为确保左线溶腔在后期运营中的安全，对左线隧道影响范围内的溶腔顶部采用喷锚进行加固防护。喷射混凝土厚10 cm;锚杆采用φ22药卷锚杆，间距为1.5 m×1.5 m，长4 m;钢筋网采用φ6.5，间距为25 cm×25 cm。

2 隧道右线YK66+459～YK66+516段溶洞处理

经过对回填方案和跨域方案的技术经济比选，最终选定处置方案为回填方案，回填方案回填材料采用浆砌片石，具体方案如下。

(1)溶洞洞腔防护

①右线YK66+459～YK66+476段溶洞顶与隧道底板之间岩体基本为中风化灰岩，隧道底板厚度14.89～29.52 m。通过YK66+476～YK66+516段隧道底板的回填减跨后，经计算，该段隧道底板岩柱能够满足承载力要求，仅需对部分因前期隧道开挖爆破受扰动后的溶腔顶板进行喷锚加固防护即可。喷射混凝土厚10 cm;锚杆采用φ22药卷锚杆，间距为1.5 m×1.5 m，长4 m;钢筋网采用φ6.5，间距为25 cm×25 cm。

②YK66+488～YK66+515隧道拱部洞腔进行清危后喷锚防护，防护方式同①。

③对YK66+500～YK66+510左右内隧底顶板厚度极薄处的危岩进行揭露清理，并视揭露情况进行适当防护，防护方式同②上。

④对YK66+476～YK66+516段隧底溶洞腔顶部进行清危，并视清危情况对潜在危岩体进行喷锚防护，防护方式同③。

(2)洞腔回填设计

对YK66+500～YK66+510左右内隧底顶板厚度极薄处的危岩进行揭露清理后，以此为进入隧底处的工作面，搭设施工平台，对YK66+476～YK66+516隧底处洞腔采用M7.5浆砌片石进行回填。回填宽度为隧道衬砌中线两侧各7.5 m，总宽15 m，回填坡率为1∶0.3。回填前应先对回填范围内基础进行清淤、清渣(原溶洞内垮塌的石渣)，并要求基底地基承载力大于0.8 MPa。

存在隧道岩石底板部位的浆砌片石为保证回填密实，应预留注浆管于接触面采用间歇式注浆方式灌注水泥砂浆;隧道底板为空的部位，应在浆砌片石表面采用C20水泥混凝土进行找平，找平层厚10 cm。

回填前根据原洞腔地下水流水方向预埋Ф100 cm的HDPE管涵，确保溶洞内水路畅通。

(3)隧道结构

①YK66+480～YK66+488、YK66+515～YK66+520隧道边墙及拱部无溶洞段，隧道已开挖，初期支护已施做完毕，二次衬砌采用45 cm厚钢筋混凝土，不设仰拱。

②YK66+488～YK66+515隧道边墙及拱部均为空洞段，采用45 cm厚钢筋混凝土明洞型衬砌(不设仰拱)+外设80 cm厚钢拱架护拱(内设I18工字钢骨架，间距为60 cm)进行支护。

(4)回填方案施工工序

①隧道洞顶溶洞空腔清危，初步防护。搭设施工平台，清除YK66+488～YK66+516段隧道洞顶溶洞空腔内的危岩体，并进行喷锚防护，确保在该巨型空腔下施工作业安全;

②对YK66+500～YK66+510左右内隧底顶板厚度极薄处的危岩进行揭露清理，并视揭露情况进行适当防护，为下一步进入隧底内溶洞洞腔的施工创造相对安全的环境;

③进入隧底洞腔的施工准备。搭设施工升降平台，升降平台周边洞腔清危及防护;

④隧道洞腔施工前准备。隧底洞腔内清危及防护，柱支撑施工场地、材料准备;

⑤施工左线隧道影响范围内洞腔顶部喷锚防护;

⑥隧道溶洞腔回填范围基础清淤、清渣;

⑦施工隧底洞腔浆砌片石回填;

⑧施做回填顶面注浆及找平;

⑨施做隧道护拱及防水层;

⑩施做隧道二次衬砌。

(5)其他说明

①为了不影响整个施工工期，对洞湾隧道1号车行橫洞进行了移位，在ZK66+700位置施工车行橫洞，由车行橫洞在右洞YK66+704.893处增加工作面。

②溶洞处理主要集中于隧道右线YK66+459～YK66+516底板，施工场地位于底板以下35 m，施工运输极为不便;隧道及溶洞内施工场地高度对施工设备都有限制，施工难度较大;溶洞顶板可能由于施工扰动出现落碎，对施工安全措施要求高。施工难度和施工成本都均较常规施工要大。施工之前，施工单位应精心编制施工组织计划，对施工工序、施工安全和应急措施等方面应有充分准备。

③右线反向施工至靠近溶洞段30 m范围、隧道底部部分溶洞揭露等部位施工应尽量采用人工开凿或控制爆破，防止爆破震动对溶洞进行扰动破坏，加剧其发展并影响施工安全。

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