公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术分析与研究

熊良贵

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概述

1.1 整体概况

某公路隧道的最大埋深为450 m，长度5 300 m，设计时速为80 km/h。此区域存在岩溶地貌，基岩露出且常年没有地表水，几乎所有降水都会向此区域内洼地汇集，随后经过溶洞、裂缝流向地下。溶洞区域的自然坡度约为20°，拥有丰富的地下水，此区域渗水较为严重，具有极高的涌水危险，且围岩极其不稳定。

在掘进隧道至约2 100 m处时，施工单位遇到了走向为东北-西南的无填充型贯穿型溶洞。此隧道的轴线向约长29 m，垂直轴线向约长40 m，隧洞至顶部高约15 m，溶洞内壁多裂隙，没有较明显的破碎带，溶洞底部有直径超过1 m的黏土、块石堆积。

1.2 技术难点

此溶洞具有较大的体积和深度，隧道贯穿溶洞中部，裂隙处存在线状的大量水滴，有涌水危险。与此同时，隧道在贯穿时四周会存在较大面积的空腔，缺乏可靠的常规复合衬砌结构的承载环，因此不可以进行常规施工。

除此之外，溶洞顶部存在坍塌隐患，若采取爆破施工，极易扰动岩体，进而会导致坍塌的发生，使整体施工存在极大的安全隐患。

2 选择公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工方案原则

2.1 连续性好

此类施工周期较长，涉及专业较多，整体流程趋于复杂，总体施工属于一项系统工程，因此，施工单位需要确保其具有较好的连续性，且保证在施工前后段规划不同的基础上使整体施工各环节衔接流畅。

2.2 具备科学性

此类施工的关键点，主要在于处理施工的整体方案是否具备科学性，重点在于使坍塌体能够被及时加固，避免坍方范围会扩大，进而确保整体施工的安全性，同时做好全部处理工作，以便使施工整体效率得以全面提升。在通过溶洞路段后，施工单位还需要回填拱部塌腔，确保压实，也可以为了加固隧道的基底，开展注浆作业。

2.3 有较高安全性

对于公路隧道项目而言，安全性是确保施工顺利的重要前提，施工单位应当保证运营和施工的整体安全，从而使施工质量以及效率得以有效提高。所以，施工单位需要严格遵循我国相关规定、标准，确保此类施工累计的变形量不超过10 cm，且保证施工结束后不会出现渗漏现象，没有渗漏、坍塌隐患。

2.4 具备灵活性

施工单位在正式开展施工之前，应当组织施工涉及的部门负责人员到现场进行实地勘察，结合溶洞的断面尺寸以及形状，分析设计图纸、施工方案的可行性，选择最合适的施工工艺，保证整体施工方案的灵活性，切忌生搬硬套其他施工方案。为了确保施工单位在正式开展施工后，在出现方案无法顺利实施或者效果效果不佳的状况仍能够顺利施工，施工单位还应当联合各部门事先制定好应急预案以及替代施工方案，同时在发生预料之外的状况时，也要及时结合实际状况制定新的施工方案。

3 公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术

3.1 整体流程

(1)跨越平台的搭设。在通常情况下，此类施工的浇筑方式一般都会使用“分段浇筑”，即按照规定顺序进行浇筑，进而搭设跨越平台。

(2)支护。此环节一般都是在已经开挖出口的基础之上，在施工平台的对岸侧壁进行凿岩爆破作业，随后进行支架的搭设，而技术人员则经由此平台对对岸侧壁进行扩挖，在扩挖到一定高度以及深度后，在第一时间对临时支架进行喷锚。

(3)作业平台的搭建。施工单位应当在开采完毕的区域搭设槽钢支架以及工字钢，将其作为作业的平台，并对其进行严谨的焊接，同时设置斜向以及横向的支撑。

(4)底板的施工。对底板的钢筋和模板浇筑混凝土。

(5)侧墙拱顶施工。对顶拱和侧墙浇筑混凝土。

3.2 处理溶洞

(1)回填洞渣。将洞渣回填至仰拱顶面的溶槽，从而为后续的溶洞处理提供便利，使得在完成套拱的施工之后保证能够进行超前开挖和支护，使施工的整体进度不受影响。在洞底保留1～2 m堆积物，堆载回填洞渣，并进行预压，在此阶段安排专人观测围岩；在回填前确保不稳定的岩壁被崩落，为施工人员的生命安全提供保障。

(2)支护。在完成回填工作后，施工人员应当对拱墙范围中的岩壁进行喷锚支护，同时为了使岩壁稳定，设置钢筋网以及锚杆，随后喷射混凝土，并对工字架进行架设。其中，各工具、材料的规格为：喷射混凝土型号为C20，钢筋网为φ8，锚杆约5 m长且以1 m为间距布置成梅花形。在施工过程中，如果遇到稳定性差的溶洞壁、软弱层以及丰富的填充层，则在加固时使用型号为116的工字钢，且用小导管进行注浆。

3.3 桥梁整体施工

(1)现场勘查

当遇到溶洞时，为了确保整体施工的安全性，应当及时停止正常的施工，使施工的进度被有效减缓。对隧道切面以及溶洞进行打穿，对其实际状况进行勘查，并绘制其位置图以及剖面图。随后对对岸侧壁进行放样作业，从而将其轴线的中心线，若现场无法放样，施工单位还可以采用激光射线从开挖段进行定位。

(2)开挖侧壁

在对下一段的施工平台进行开挖时，使用“开挖隧道断面法”。在本文涉及工程中，此段的施工并没有相应平台，所以应采取蚕食方式进行掘进，即钻爆开挖段，用凿岩台车进行钻孔作业，并且进行远距离的填药工作，随后在对面侧壁进行爆破从而开直径为2 m的孔。钻爆结束后，将工字钢按一定的间距铺设于溶洞的两端，并借助槽钢进行横向的固定连接，随后搭建钻爆通道，方便施工人员到对面进行钻爆施工，在达到符合相应标准的程度后进行支护。

3.4 底板整体施工

(1)钢筋模板

此类模板主要有两种，即临空边缘侧模板以及底部木板。

①前者需要施工人员搭设脚手架，并将其固定于脚手架，并按照设计要求进行布筋作业，所用到的钢筋需要在洞外进行预制，合格后方可入场。需要注意的是，施工人员应当确保底板面应当至少低于脚手架约0.7 m，以便使安装防护栏的工作更加方便，同时施工人员还应当对搭接的钢筋进行预留，以便使侧墙的浇筑工作更方便。

②后者具有较为简单的结构，施工人员可以直接采用钢模板进行铺平施工。

(2)浇筑底板

技术人员应当严格按照现场实际状况采用最合适的混凝土拌制站地点，并且使用混凝土罐车把混凝土直接送至浇注位置。施工单位可以在条件允许的状况下直接在洞中设置混凝土的拌制站，并且将骨料以及水泥等送到洞中，经斗车的搅拌后直接运至浇注位置进行浇筑。

3.5 侧墙顶拱同步施工

在底板平台施工结束后，在此进行脚手架的搭设施工，随后对模板钢筋进行安装，并用混凝土泵进行浇筑，使得拱顶以及外衬侧墙都可以实现一次成型，以便制成完整的混凝土箱体。对于浇筑的底板至少要采取约28 d的养护，当强度达到超过设计规范的80%后，便可以对拱顶、边墙进行浇筑作业，并且采用“分段浇筑法”，确保侧墙的脚手架整体结构拥有需要的承载能力，并且沿着隧道整体轴线的方向进行全面施工。

4 结 论

总体而言，随着民众日常生活水平的不断提升，为了满足其出行需求，我国公路隧道项目规模越来越大。贯穿型溶洞跨越式桥梁施工在此类项目中占据着很重要的地位，施工单位需要对此予以高度重视，为了确保正式施工能够顺利开展，且拥有较高的安全系数，必须做好现场勘查和分析，针对风险做好应急预案。