试论山岭隧道溶洞处理施工方法

刘宝庆 郑久硕 吕亮

摘要：溶洞指的主要是溶性岩层在受到化学作用和机械作用后，在地表水和地下水的作用下而形成的溶蚀现象。在溶洞内产生岩溶现象，会使得结构物发生全部或者是一部分的悬空，使得隧道使用的可靠性大大的降低。针对隧道施工过程中遇到的溶洞现象，必须要制定科学、合理的处理方案，才能够确保隧道施工的顺利进行，确保施工的安全性。

关键词：山岭隧道；溶洞处理；质量控制

1、工程概况

1.1工程背景

平赞高速项目6标段主线起讫里程桩号为K23+305～K31+613，线路总长8.308km，位于太行山余脉东麓井陉县境内。南王庄1号隧道为分离式隧道，隧道净空为12.25×5m。南王庄1号隧道隧址区属构造剥蚀低山丘陵地貌，起伏较大。地势总体由北东向南西降低，隧道通过区最高点位于K25+460，高程为458.87m，该处隧道埋深为80.80m。

1.2隧道溶洞处理施工特点

（1）所用的施工机具及材料比较常见且容易采购，而且施工工艺较简单质量可控。

（2）节省工期，溶洞对掌子面进尺造成了一定的影响工法通过合理的施工组织，不影响正常掘进的情况下处理溶洞。

（3）采用合理的方法，处理溶洞过程中不需要停止掌子面正常掘进。

2、隧道溶洞处理施工技术

2.1 隧道溶洞处理工艺原理

（1）溶洞段隧道围岩强化支护

在溶洞段前小里程方向15m范围内增设环向钢架支撑，采用I16工字钢，间距60cm，钢架间加连接钢筋。钢架与壁面间用混凝土喷填密实。以此来增加对溶洞上部围岩进行加固。

（2）溶洞内填充加固处理

先做危石安全支撑，然后施做150cm后C25混凝土护墙。防止护墙侵入隧道初支范围内。混凝土护墙达到设计强度要求后，开始进行墙后片石回填施工，并灌注砂浆自流。待片石灌浆稳定后，往溶洞内泵送C25混凝土直至隧道拱顶处1米以上作为护拱，加固溶洞。

2.2 隧道溶洞处理施工前期准备

2.2.1 施工人员、机械、材料配置

根据施工需要，设施工负责人1名，下设3个工班，临时作业队、拌合站、机械班，并设安全员一人，负责洞内外安全工作。并项目设置管理人员8人，保证施工的平稳进行。

2.3 隧道溶洞处理施工工艺

2.3.1 施工工艺流程

溶洞处理采用溶洞内填充加固处理+临时环向钢架支撑+基础注浆加固+危岩安全支撑+混凝土护墙+墙后片石回填+溶洞顶泵送混凝土相结合的施工技术。

2.3.2 施工方法

（1）增设临时环向钢架支撑

由于溶洞段围岩裂痕多，破碎严重，容易发生坍塌，故在溶洞段前小里程方向15m范围内增设环向钢架支撑，采用I16工字钢，间距60cm，钢架间加连接钢筋。

（2）基础注浆加固

用钻机钻孔就位，小导管采用梅花形布置，横纵间距均为1米，将提前制作好的小导管打入孔内，并清理钢管内的杂物和水，注浆时全孔一次性注入，根据实际情况可采用群管注浆。浆液采用水灰比为1：1的水泥浆液，罐车运输至溶洞外。在注浆加固完成后，已回填表面用C25混凝土硬化15cm作为安全支撑基础。

（3）增设危岩安全支撑

溶洞顶部有一塊危石存在较大安全隐患，采用5.5m长16b工字钢进行支撑加固。在钢筋加工厂加工相应长度工字钢，工字钢两端焊接钢板。中心点支撑固定后逐一向两端以间距1m支设支撑。工字钢之间采用钢筋剪刀撑焊接，使其成为稳固整体。

（4）混凝土护墙浇筑

混凝土护墙高距溶洞顶部2m处。护墙采用C25混凝土浇筑，厚度150cm，在浇筑混凝土之前，先打入小导管注浆，并露出1米与护墙一起浇筑。在浇筑过程中测量要严格控制护墙位置，防止护墙侵入隧道初支范围内。

（5）墙后片石回填

护墙后溶腔采用片石回填，并灌注砂浆自流。片石分层回填，每层厚度150cm，每层回填后，用输送泵泵送M10水泥砂浆加固，直至护墙高度。

（6）溶洞顶泵送混凝土

待护墙后片石灌浆稳定后，用输送泵沿预埋管道往溶洞内泵送C25混凝土直至隧道拱顶处1米以上作为护拱，加固溶洞。

（7）隧道围岩施工

将溶洞段前后15m三级围岩支护调整为Ⅳ级浅埋支护，加强支护强度。掌子面开挖掘进时按照Ⅳ级浅埋支护形式进行施工。

3、隧道溶洞处理施工质量控制

3.1 隧道溶洞处理质量控制要点

4、工程实例

平赞高速项目6标段南王庄1号隧道右线在施工过程中于K25+481处发现一大型溶洞，位于上台阶左侧。该处隧道埋深为78m，溶洞长12m，最宽处10m。溶洞上方围岩破碎，裂痕较多，溶洞内干燥，无积水。溶洞内部上方有两个深度较大孔洞，溶洞内壁岩石强度较大，局部岩石裂隙较大，有掉落隐患。本次溶洞处理严格按照工艺施工步骤和设计及规范要求，期间做好施工记录。

5、结束语

处理之后的溶洞外部支护与隧道支护整体融合较好，且溶洞内部填充密实，解决了由于溶洞的不稳定对隧道的安全性造成威胁，溶洞段隧道围岩支护等级加强，使隧道的可靠性、安全性更有保障，由本项目的实际处理过程可知，工艺可以很好的处理溶洞等地下洞穴，能够指导之后的施工。

参考文献：

[1]赵东升.高速公路岩溶地区长大隧道溶洞处理技术[J].价值工程，2015，34（09）：155-162.

[2]刘周礼，李磊，宁德好.岩溶隧道溶洞处理施工技术[J].中国港湾建设，2014（05）：67-70.

[3]蒋进波.高速公路岩溶隧道溶洞处理施工技术[J].隧道建设，2012，32（S1）：122-125.

（作者单位：中建六局轨道交通公司平赞高速项目经理部六分部）