桩筏结构在隧道溶洞中的施工处理应用探讨

2016-02-13崔英

质量探索 2016年3期

关键词：护壁溶洞钢筋

崔英

中铁三局第二工程有限公司，河北石家庄 050031

桩筏结构在隧道溶洞中的施工处理应用探讨

崔英

中铁三局第二工程有限公司，河北石家庄 050031

本文通过大坡隧道施工实例，该隧道溶洞属于大型溶洞，隧区存在不良地质主要有危岩落石、岩溶、岩堆、顺层偏压，特殊岩土为红黏土，不稳定性因素较多，处理措施复杂。为保证本隧道溶洞处理现场施工安全及溶洞处理任务的快速完成，提出采取桩筏结构加固方案，系统地探讨该方案的具体实施。

隧道施工；溶洞隧道；桩筏结构

1 项目概况

大坡隧道位于玉屏东～三穗区间，双线隧道，左右线线间距为5.0m，设计为20‰和25‰的单面上坡，竖曲线半径R=30000m。变坡点里程为D2K475+050，全隧均位于直线段上，本隧按速度目标值为350km/h。隧道进口里程D2K474+950，出口里程D2K475+440，全长490m。隧道进口接水竹坪大桥昆明端桥台台尾，出口接路基工程。洞身穿越地层主要为寒武系下统清虚洞组（∈1q）灰岩，测区地层单斜，岩体较破碎，最大埋深约70m。通过洞内及地表调查分析，溶洞内水量较小，雨季洞内水流会有所增大，为避免溶洞堵塞，致水位上升影响工程安全，应保持洞内排水通畅。

2 工程难点分析及其处理方案提出

大坡隧道溶洞属于大型溶洞，工程施工面积大，质量控制是重点。本溶洞顶岩层成水平状，自稳性差，容易掉块坍塌，溶洞顶面面积大，过程安全控制是重点。隧区存在不良地质主要有危岩落石、岩溶、岩堆、顺层偏压，特殊岩土为红黏土，不稳定性因素较多，处理措施复杂。溶洞底板下部仍然存在较大充填溶洞和空洞部分，加大溶洞处理的难度，隧道正线结构沉降量难控制。D2K475+225～D2K475+300左侧，正线外溶洞顶板悬空面较大，岩层水平节理，极易坍塌，危及施工作业人员安全，洞顶防护困难。

为保证本隧道溶洞处理现场施工安全及溶洞处理任务的快速完成，提出采取桩筏结构加固方案处理该溶洞。对D2K475+225～D2K475+300段将隧底顶板揭穿，弃渣回填隧底空腔。D2K475+231～+291段共60m隧底采用桩筏结构加固，挖孔桩桩径1.25m，桩长19m～32m，桩间距纵向3.5m，横向4m，共77根，采用C35钢筋混凝土，桩底嵌入基岩深度不小于2m。桩顶C35钢筋混凝土现浇板，板厚2.5m，宽14.5m，长60m.为防止开挖弃碴掉入溶洞大厅，堵塞既有排水通道，施工中应将原自然沟改移至邻近溶洞侧壁，对溶腔底部水沟采用人工沙袋码砌或干砌片石防护坡脚适当防护。

3 方案实施

3.1 隧底岩溶整治

为确保施工安全，首先对溶洞顶板采用锚网喷防护，洞壁喷C25混凝土厚15cm,锚杆采用φ22砂浆锚杆,长5m/根,间距1m梅花形布置,钢筋网采用φ8钢筋,网格25cm×25cm。对D2K475+225～D2K475+300段将隧底顶板揭穿，在溶洞原有沟渠埋设直径1m的钢筋混凝土涵管，保证原有溶洞水流通常，保证挖孔桩施工的安全，后弃渣回填隧底空腔并压实，让架梁车先通过，通过该段后，再对溶洞进行处理。D2K475+231～+291段共60m隧底采用桩筏结构加固，具体如下：

挖孔桩桩径1.25m，桩长19m～32m，桩间距纵向3.5m，横向4m，共77根，采用C35钢筋混凝土，桩底嵌入基岩深度不小于2m。桩顶C35钢筋混凝土现浇板，板厚2.5m，宽14.5m，长60m，在板中部设置一道变形缝。为防止开挖弃渣掉入溶洞大厅，堵塞既有排水通道，施工中应将原自然沟改移至邻近溶洞侧壁，对溶腔底部水沟采用人工沙袋码砌或干砌片石防护坡脚适当防护。 D2K475+246～+276线路前进方向左侧及D2K475+276～+286线路前进方向右侧边墙揭示溶洞露空部位设C20砼护墙，墙顶宽2.0m，外墙坡率1：0.3，护墙顶部利用锚杆与基岩加强联系。D2K475+225～+300段衬砌背后环向盲管加密至3m一道设置；溶洞段中心水沟至溶洞空腔之间预埋φ100PVC导水管作为泄水通道，以免洞内积水上升产生水压对结构不利。为防止挖孔桩施作时施工废水等下渗软化基底，同时保证筏板混凝土浇筑时，浆液不下渗，防止离析，弃渣顶面设置C20混凝土止浆板，厚50cm。

3.2 挖孔桩施工

本隧道溶洞，由于隧道净空限制，无法采用钻孔桩，选用挖孔桩施工。而挖孔桩施工面临以下难题：溶洞水；回填弃渣为松散堆积体；溶洞底板下存在空洞，部分挖空深度超过25m。

（1）桩顶覆盖层开挖。进行桩顶覆盖层开挖，平整场地，形成施工平台，开挖过程中，严格按照测量高程进行施工。

（2）测量放线。桩基平台形成以后，利用全站仪测量放点，定出桩心位置。为了防止由于现场施工将点线破坏，要求点位要有一定的抗破坏能力，并有明确标识，不能因现场施工而被移动。

（3）桩身开挖。我项目堆积体区桩孔开挖采用：“短进尺，强支护、弱爆破、少扰动、勤观察”的施工原则。桩身开挖主要采用人工分段开挖，每开挖60cm后，立即进行护壁钢筋、模板的安装和护壁混凝土的浇筑，待护壁混凝土强度达到3～4h后，再进行开挖。开挖过程中应经常检查开挖偏移误差，严禁欠挖并控制超挖。

（4）开挖断面检查合格后，立即进行钢筋绑扎施工，绑扎钢丝采用20#，梅花型绑扎。1#钢筋为φ8号钢筋，间距为15cm；2#钢筋为Ф12号螺纹钢筋。严格按照设计要求的数量和规格进行绑扎安装，上下两节护壁间钢筋搭接绑扎长度不小于12cm。钢筋安装完毕，经检查合格后，进行下一道工序施工，混凝土浇筑。

（5）护壁混凝土浇筑。护壁混凝土分节浇筑，一边开挖桩基一边进行护壁浇筑，每节护壁深度为 60cm。每米护壁衬砌后的内空形式为圆形。由于桩基深度较大，桩孔内有一定渗水，为了保证混凝土浇筑质量，在进行混凝土配合比选用时，准备两种配合比，即：水下 C35混凝土（并非真正的水下混凝土，而是增加了水泥和速凝剂掺量的普通混凝土）和普通 C35混凝土。为了加快施工进度，护壁混凝土采用早强工艺，即加入速凝剂，速凝剂掺量为胶凝材料的4%，具体掺量根据试验确定。混凝土拌制在拌和站进行拌和，采用混凝土罐车运输至灌注桩跟前。入仓之前，在井口位置固定好溜筒的进料口，然后继续接溜筒至浇筑仓面位置，并固定牢固。浇筑时，一边将混凝土溜入仓面，然后插入式软轴振捣器平仓、振捣，直至浇筑完毕，并将表面的混凝土收平、压光。

3.3 筏板施工

采用低发热量的水泥,基础混凝土按60天达到后期强度配制。采用以连续级配的粗骨料配制混凝土。施工期间对基础混凝土的温度变化进行测定,其内外温差应控制在25°C内；采取措施降低筏板内部温度，必要时，采用施工措施降低混凝土的入模温度。加强振捣，提高混凝土的密实性和均匀程度。加强养护,注意混凝土表面的保温和潮湿养护，严禁表面出现干燥和较大温差变化的情况。