小槽湾隧道溶洞处置案例分析

李世超

摘 要：溶洞是指地表水和地下水双重作用下对溶性岩层产生溶蚀现象。由于溶洞的结构较为复杂，所以会对施工带来较大困难，且大大降低隧道工程的安全性。本文以小槽湾隧道溶洞施工为例，探讨溶洞处置原则和处置措施，以期为相关学者的研究提供借鉴。

关键词：小槽湾隧道；溶洞处置；处置原则

中图分类号：U457 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）08-0074-02

Case Analysis of Xiaocaowan Tunnel Karst Cave Disposal

LI Shichao

（Duyun Highway Management Office of Guizhou Province，Qiannan Guizhou 558000）

Abstract： Karst cave refers to the dissolution of dissolved rock under the dual action of surface water and underground water. Because of the complex structure of the cave， it will bring great difficulties to the construction and greatly reduce the safety of the tunnel project. Taking the construction of karst cave in Xiaocaowan Tunnel as an example， this paper discussed the disposal principles and disposal measures of karst cave， with a view to provide reference for the research of relevant scholars.

Keywords： Xiaocaowan tunnel；karst cave disposal；disposal principle

溶洞施工是喀斯特地区施工重难点，若对隧道溶洞处理不当，极易引发工程事故，危及人们的人身和财产安全。本文阐述了贵州省高速公路施工建设中一个溶洞隧道处置遵循的原则及处置措施，希望能为今后相似隧道溶洞的施工提供参考。

1 溶洞施工过程中引发的灾害

溶洞施工过程中易引发如下灾害：①岩溶塌陷，由于自然或人为因素破坏原地表结构，导致围岩失稳而引起的一种灾害；②泥石流，如果是含有泥水填充物的岩溶裂隙，经人为因素开挖爆破后，极易引起泥石流等灾害[1-3]。

2 隧道的一般性处置原则

①从初期支护到二次衬砌，严格控制围岩累计变形量，防止突水突泥及塌方冒顶，衬砌要及时跟进，确保安全；②要求可操作性能强，对于人员、机械的分配尽可能做到灵活多变、合理调整，并最大程度上降低施工难度；③根据现场情况进行方案对比，选择最切实有效的方案，并将备案预留；④经济性价比高，考虑安全、质量、环境等因素，进行择优选择。

3 小槽湾隧道溶洞案例解析

3.1 工程概况

遵义北环（檬梓桥至乐理段）高速公路是《贵州省高速公路规划》中遵义绕城高速公路的重要组成路段。本项目被列为贵州省高速公路三年会战2014年通车项目。其中，小槽湾隧道地质情况最为复杂。笔者以自身参与修建的小槽湾隧道ZK55+285～ZK55+365段大溶洞處置来进行案例解析。

本项目按照《公路工程技术标准》（JTGB 01—2003）进行设计，主线采用技术标准为全封闭、全立交、控制出入的双向四车道高速公路，设计的时速为80km/h，路基宽度24.5m，桥涵设计荷载等级为公路-I级，路面为沥青砼路面。

该项目由六个合同段组成，起止桩号：K30+900～K56+155，其中第五合同段YK52+550.000～YK56+160.000/ZK52+543.475～ZK56+155.000，共3.61km，小槽湾隧道属于该合同段。

隧道建筑限界：净宽10.25m=0.75m（检修道）+0.5m（路缘带）+0.5m（余宽）（左侧侧向宽度）+0.5m（路缘带）+0.5m（余宽）（右侧侧向宽度） +3.75m×2（行车道）；隧道内路面横坡：单向坡2%（曲线地段设置超高）；汽车荷载等级：公路-I级；地震动峰值加速度系数（g）：≤0.05。

本项目第1合同段设置1座1 426m的隧道，为青岗坡长隧道；第5合同段设置2座隧道，共2 368.5m，分别为663.5m的高山门中隧道和1 705m的小槽湾长隧道，均为分离式隧道。

起止桩号：YK54+140～YK55+841（1 701m）/ZK54+118～ZK55+827（1 709m）。

在施工至ZK55+285段时，发现大型溶洞，长度71m，溶洞最高38m，拱脚向下约23m，最宽处30m。

ZK55+356～ZK55+323，长33m，侵入隧道5～6m；ZK55+323～ZK55+315，长8m，侵入隧道1～3m；溶洞在ZK55+285处向右转向长度约19m，偏离隧道走向，溶洞尽头被黏土填充，ZK55+285处可观测到直径约60cm的圆孔，判断为丰水期的进水口。

在ZK55+325处存在一个向下的小型溶洞，开口处被黏土堵住，可观测到ZK55+325的情况为开口呈L形，开口宽80cm，底宽3m，深6m，判断为出水口。

ZK55+325前后做钎探4.7m深，结果为：小里程方向探孔显示全部为黏土，大里程方向50cm范围为黏土，再向下为灰岩。

3.2 处置方案

①同意“以填为主”的处治方案，用大块坚硬灰岩进行回填，回填材料不能含土、砂，并进行适当压实；②回填完成后铺60cm碎石垫层，在碎石垫层上浇筑钢筋砼底板，钢筋砼底板布置在仰拱下，并深入基岩一定长度，设计单位对钢筋砼底板厚度、配筋情况进行验算确定；③在隧道左侧设C25钢筋砼护拱；④将隧道ZK55+356～ZK55+285段初期支护形式由IVc变为Vb初期支护形式，取消仰拱工字钢，二衬厚度加厚至60cm，配筋参照明洞设计图；⑤初支施工考虑变形量15cm，初支变形趋于基本稳定后才安排二衬砼施工，二衬施工时在顶部预埋注浆管道，以便对变形脱空进行处理；⑥对溶洞排水系统进行细化，以确保溶洞顶部的渗水有效从溶洞底部流出；⑦在适当位置增加一道可开启的检修门，以便后期对溶洞处治情况进行观测。

3.3 施工处理方案

①对溶洞底部回填块石的要求：下层粒径大，上层粒径小，粒径控制在50～150cm，严格控制回填材料，不能含土、砂，回填完毕后需要进行压实。

②回填块石上铺设60cm厚的碎石。

③钢筋混凝土板厚度为120cm，砼强度为C30，在碎石层上进行浇筑，当隧道溶洞侧开挖边线至溶洞远端侧壁距离大于12m时，混凝土板左端（靠近隧道侧）深入基岩的长度不得小于250cm，右端超出护拱基础厚度为100cm；当隧道溶洞侧开挖边线至远端侧壁距离小于12m时，混凝土两端深入基岩长度不得小于120cm。

④混凝土板上浇筑强度为C25钢筋混凝土作为护拱，护拱外侧边坡按1∶0.25坡比施工，护拱顶深入基岩必须大于等于50cm或与隧道拱顶齐平。

⑤护拱与主洞结构、混凝土板与主洞结构之间的空洞采用C20混凝土回填密实。

⑥ZK55+325处的深坑底部铺设50cm厚碎石层，之后浇筑厚度不小于150cm的C25混凝土基础，在坑壁四周打设Φ32mm钢筋，要求深入基岩及混凝土的长度均不小于150cm，纵向间距按50cm布置，并在消水洞处及四周预埋Φ50cm钢筋混凝土排水管。

⑦为保障溶洞排水通畅，在ZK55+285处进水口预埋排水管，并根据实际地形和水流方向布设竖向和横向的排水管。

⑧在ZK55+350处设置一道可开启的检修门，便于以后对溶洞处治进行观察及检修。

3.4 施工注意事项

在施工过程中，要注意以下事项：①施工前先对溶洞顶及侧壁危岩进行清除，确保施工安全，若有必要，可打设锚杆固定；②回填块石材料要求为灰岩或强度更高的块石，抗压强度不得小于30MPa，不得使用含泥、砂的材料，回填后并进行压实处理；③混凝土浇筑需充分振捣均匀，确保混凝土充分密实，只有达到设计强度的90%以上才允许进行下一道工序的施工；④铺设排水管前应对地表进行整平处理，排水管的布设方向应根据地形、水流方向合理布置；⑤严格控制预留变形量；⑥若施工工程中发现与设计情况不符合时，应及时进行沟通。

4 结语

经历近两年的施工，小槽湾隧道瓦斯、溶洞、煤层、塌方、冒顶、涌水和涌泥等突发情况都被一一解决。由此可得出，在隧道溶洞施工过程中，要不断提高超前地质预报的监测水平，及时发现施工隐患，避免施工隐患；严格遵循施工标准，科学解决施工难点、要点，这样才能保障隧道施工的顺利进行，最大程度上杜绝隧道事故的发生。

参考文献：

[1]杨冬.贵州喀斯特溶岩区隧道溶洞处理施工技术研究[J].资源信息与工程，2017（1）：154-155.

[2]张平安，周永祥，曾旭青.广东省某温泉矿山地质开采引发的地质灾害种类及其防治措施[J].中国高新技术企业，2007（3）：149-150.

[3]张爱中.某隧道施工中難点与技术分析[J].中外建筑，2016（8）：177-179.