隧道底部溶洞的处理及溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究

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1、第36卷，第1期Vo1．36，No．12011年2月Feb．，2011隧道底部溶洞的处理及溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究徐成进’，王木群(1．中铁十二局集团第七工程有限公司，湖南长沙410004；2．中南大学，湖南长沙410075)【摘要]张花高速公路隧道围岩以白云岩、粘土为主，岩溶发育，无充填物溶洞很多，主要分布在隧道底部这给隧道的施工带来了困难。着重探讨了隧道底部溶洞的处理，且分析了底部溶洞对隧道围岩稳定性的影响。[关键词]隧道；溶洞；处理；围岩；稳定性[中图分类号]u456．3[文献标识码]B[文章

2、编号]1674—06t0(2011)01—0102—04}公TheTreatmentofKarstCaveinthebottomofthetunnelandThewResearchabouttheinnuenceofKarstcavesinthebottomofthetunnel路XUChengjin’，WANGMuqun工．e(1．The7thEngineeringCO．，LtdofChinaRailway12thBureauGroup；2．CentralSouthUniversity，eChangsh

3、a，Hunan410075，China)程g[Keywords]tunnel；karstcave；treatment；surroundingrock；Stability时，在隧道左侧仰拱底板揭示一横向2m，纵向1岩溶概述0．6m，可见深度3m的岩溶洞穴。施工中采取了岩溶是指水对可溶性岩石(在我国以碳酸盐岩M7．5浆砌片石回填的处治方案(见图1)。为主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等)进行以化学溶蚀作用与特征(并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用，以及由此产生的现象统称。其

4、主要表现形态为溶洞、洼地、漏斗、落水洞、塌陷和暗河等。岩溶是诸多地质因素作用的结果，岩溶发育的必备3个条件是：①可溶性岩石是岩溶发育的物质基础；②溶解可溶岩层的溶蚀体，主要是指含侵蚀性CO：的足够流量的水体；③溶蚀体进行机械冲蚀、侵蚀的通道。图1小型无填充物溶洞的处理2隧道底部溶洞的处理②当岩溶洞穴位于隧道基底位置且内部有充当溶洞出现在隧道底部时，应结合溶洞的大小、填物时，应在清除岩溶洞穴内的充填物后，采用C。。洞内有无充填物、施工现场情况等来处理。混凝土或M7．5浆砌片石回填。2．1小型溶洞的处理张花高

5、速岩门口隧道Ykl+340～+345岩溶①当岩溶洞穴位于隧道基底位置且内部无充洞穴处治技术。填物时，可采用片石混凝土回填的处治方案。岩门口隧道施工到Ykl+340时，发现基底有张花高速老屋湾隧道Zk2+345～+360基底岩溶洞，充填饱和黏土和碎石，溶洞大小为：长3m，溶洞穴处治技术老屋湾隧道施工到Zk2+345里程宽2m，深2．5m。施工中采取了c。混凝土换填处[收稿日期]2010—09—17[作者简介]徐成进(1976一)，男，湖南常德人，工程师，主要从事公路桥梁施工与管理工作。第1期徐成进，等：隧道

6、底部溶洞的处理及溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究103治方案(见图2)。灰黑色、黄色粘土。处理方法为：基底采用75mm焊接钢管注浆，注浆孔梅花型布置，钢管桩布设间距为环向60em，纵向100em；钢管桩应进入基岩1～2m，若底部基岩很深时应按摩擦桩计算加固范围；采用普通水泥单液浆，水灰比：0．6：1，注浆压力为：0．5～lMPa。采用全孑L一次性注浆，注浆顺序采取间隔跳孑L、跳排原则；注浆完成之后，在隧道基底打一层钢筋混凝土底板，厚0．5m(见图4)。图2小型有填充物溶洞的处理2．2大型溶洞的处理①洞内部无

7、充填物。当隧道基底出现大型干溶洞时，采用隧道弃渣回填基底5m范围以下部分，隧道基底以下5m采用c。混凝土回填，回填过程中应进行振捣，确保混凝土密实。钢管，嵌人基岩1m张花高速刘家裕隧道Yk27+125～135岩溶管图4大型有填充物溶洞的处理道处治技术。刘家裕隧道开挖至Yk27+125里程时，在隧道3隧道底部溶洞对隧道围岩稳定性影响数基底发现一岩溶管道，直径为4m，深10m。处理措值模拟施为：基底以下5m范围用C。混凝土回填，大于溶洞的大小、所处的位置都会给隧道围岩带来5m的范围用隧道弃渣回填(见图3)。影

8、响，为了探究这种影响具体的情况，通过用FLAC3D计算软件来数值模拟溶洞对隧道围岩稳定性的影响。3．1FLAC3D软件简介FLACK3D是三维快速拉格朗13法的简称，是一种基于三维显示有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩土或其它材料的三维力学特性。三维快速拉格朗13分析将计算区域划分为若干个四面体单元，每个单元在给定的边界条件下遵循制定的线性或非线性本构关系。如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动，则单元网格可以随着材料的变