特长高速公路隧道穿越岩溶区衬砌质量控制技术

郑 宏

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路三分公司，四川 成都 610200)

0 前 言

岩溶不良地质段围岩受扰动易发生应力突变、围岩失稳导致初期支护、二次衬砌负荷增加发生大形变、开裂等现象。因此，初期支护与二次衬砌施工质量的控制变得尤为重要，是保证隧道施工和运营安全的根本。

1 工程概况

峨眉至汉源高速庙子坪隧道围岩等级以Ⅴ级、Ⅳ级围岩为主，其汉源端为土质或极破碎岩体Ⅴ级浅埋偏压段，溶蚀孔洞极度发育。

根据地表地质调查，隧址区岩溶现象发育，可见落水洞、岩溶漏斗、岩溶洼地、岩溶泉。隧道穿越较大规模溶洞(充填)、暗河及封闭地下水体等大规模岩溶，并且包含岩溶水、松散堆积层孔隙水及基岩裂隙水等丰富地下水。其中，穿越三叠系中统雷口坡组(T2l)膏溶角砾岩极度发育的不良地质区段。

2 难点分析

1)岩溶发育段围岩受扰动后易发生坍塌，甚至发生冒顶。为保证隧道施工安全，初期支护质量显得尤为重要。如何提升初期支护的整体性与稳定性，防止初支大形变、开裂、垮塌成为关键点。

2)通常隧道穿越岩溶段二次衬砌参与受力时间相对提前。因此，如何控制隧道在穿越岩溶段的二次衬砌施工质量，成为保证隧道运营安全的关键。

3 技术依据

本工程施工中主要应用的规范及标准为：

《庙子坪隧道两阶段施工设计图》；《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2017)；《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)。

4 初支质量控制

当岩溶区溶蚀通道出现在隧道拱顶拱腰、边墙拱脚、仰拱时，其带来的风险程度、岩溶处治的方案及难易程度均不同。

4.1 岩溶揭露在拱顶、拱腰

当发育在拱顶、拱腰的岩溶被揭露后，由于溶洞内腔处无法施作超前支护与系统锚杆，大大减弱初支的整体性和稳定性。

1)超前支护、系统锚杆及连接筋。根据拱顶拱腰溶洞跨度，可采用注浆小导管或注浆管棚。施工角度根据岩层产状等特性灵活调整，最大化发挥超前支护作用，提升下个循环开挖掘进施工安全性。同时，根据溶洞发育形状调整系统锚杆布局和角度，并适当减小连接钢筋间距，增加相邻钢支撑整体性。

2)布设泵送混凝土及压砂管道。根据中型岩溶处治方案，拱顶揭露溶洞后，需增设喷射混凝土、C20混凝土、压砂回填。根据溶腔大小，布设管道根数及伸入溶腔长度。

3)预留孔洞注入喷射混凝土。为保障岩溶段稳定，增加初支喷射混凝土厚度，预留孔洞对初支背后注入喷射混凝土，防止正面喷射厚度过大因重力原因掉落。

4.2 岩溶揭露在边墙、拱脚

当溶腔出现边墙或拱脚时，常因溶蚀通道伴有岩溶水系，无法完全回填堵塞，进而锁脚锚杆无处施作或钢支撑落脚不稳定等，初支稳定性和整体性差，受力出现较大收敛形变、开裂甚至初支 “关门”。

1)调整锁脚锚管和定位锚杆。采用锁脚勾或锁脚环工艺，可调整锁脚锚管(杆)施工角度，如向隧道纵向调整施作，并且可以具情况合理增加锁脚、定位锚杆的长度和组数。

2)采用型钢串联钢支撑。在穿过岩溶发育地区时，钢拱架采用工字钢纵向串联连接(见图1)，增加钢支撑整体结构性，能有效的减少不良地质段初支形变量，提升隧道施工安全等级。

图1 钢拱架采用型钢串联焊接示意图

4.3 岩溶揭露在仰拱

当岩溶通道揭露在仰拱时，根据流动水系等情况进行回填、引排或堵截。遇复杂岩溶通道，需探明地质结构后再设计处治专项方案。

5 二衬质量控制

我部隧道洞口段曲线半径较小，对二衬台车中线定位精度要求高，并且纵坡较大，易导致拱顶浇筑不密实。

5.1 采用激光对中定位台车

在台车中利用激光对中测量点校正台车就位(如图2)，并且可以实现实时监测台车轴线是否对中定位测点。

图2 简易台车激光对中定位装置

5.2 采用可调节泵送混凝土导管

当浇筑拱顶时，采用内导管直接将混凝土泵送至双层钢筋骨架背后(如图3)，在高频浮板振捣器作用下浇筑密实。

图3 拱顶可调式泵送混凝土接口示意图

5.3 采用带模注浆

注浆孔≤3 m布设一道，并且带模注浆。同时，上坡端应布设排气孔，安装位置为二衬内空最高位置，并利用注浆管和排气管出浆情况控制二衬混凝土浇筑，保证混凝土浇筑饱满。图4为注浆管及排气孔示意图。

图4 注浆管及排气孔示意图

6 结束语

随着我国经济的发展，隧道线路穿越岩溶不良地质段常常不可避免。为降低隧道岩溶灾害，不仅要做好超前地质预报识别前方岩溶构造外，还需要保证岩溶不良地质段的衬砌质量，才具备抵抗地质风险的能力，保证隧道施工与运用的安全性。

[ID:009686]