隧道特大溶洞处理施工技术.pdf

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1、论文THEsIs隧道特大溶洞处理施工技术文／广东省英德市地方公路管理站赖永青广东省银英公路英德段扩建工程第二合同段鸦鹰头隧道为一座上下行分离隧道，左幅全长444m，最大埋深约172m，右幅全长112m，最大埋深132m。隧址区属构造溶蚀侵蚀山岭重丘地貌单元，山体覆盖层不连续发育，厚度不均一。区内地表水不发育，地下水主要接受大气降水入渗补给，可分为第四系松散层孔隙滞水、基岩裂隙水及岩溶裂隙水。隧道穿越岩层属可溶岩地层，岩溶极度发育。隧道地质资料显示出口段(K104+300—K104+398)为V级围岩，风化裂隙发育，岩溶发

2、育，岩体破碎。地质雷达预报结果显示，鸦鹰头隧道K104+373一K104+355段溶蚀裂隙发育，发育有泥质填充的溶洞或软弱夹泥层和空的溶洞或溶沟，故现场严格按照“弱爆破、短掘进、勤观测、早封闭”的要求进行施工。在K104+365一K104+355段仰拱底面出现有含泥质充填物的溶槽，2011年3月20日，鸦鹰头隧道左洞施工至K104+355掌子面时，在面对掌子面的右侧拱脚处揭露出一个溶洞口，高宽约2．5m×3m，内部为一特大空腔，现场设备无法测量出溶洞具体位置及尺寸。溶洞探测因K104+355溶洞大且位于主洞中线右侧及左右

3、主洞之间，普通测量仪器无法测量，本方案采用地质雷达+TGP隧道地质探测+人工现场勘察三种手段相结合的方式进行探测。人工现场勘察发现该溶洞无填充物，溶洞围岩为中风化灰岩，溶蚀裂隙发育，暴雨后洞内无明水，部分地方会出现点状滴水。根据地质雷达和TGP隧道地质探测数据进行分析，确定出该溶洞为溶洞群组成，包含溶腔主洞及3个分支溶洞，溶腔主洞桩号范围为K104+355一K104+327，洞1由掌子面右侧拱脚向左侧拱腰发展，洞2位于主洞仰拱以下10m至11m处，洞3为主腔下部的溶洞漏斗。溶洞处理施工工艺溶洞处理总体方案根据安全可靠、技

4、术可行、经济合理、施工便捷的原则，在分析了溶洞的发育特征、规模大小、位置特点的基础上，制定了K104+355特大溶洞处理的总体施工工艺。溶洞暴雨后无明水，如果对溶洞进行回填，回填料不会被流水侵蚀，回填体能基本稳定；鸦鹰头隧道左洞洞身围岩主要为中风化灰岩，洞渣粒径较均匀，能作为较好的回填材料，且可以就近利用，不用弃运。故采用回填方式处理溶洞是较好的选择。因回填体较高，且溶洞下部回填无法压实，回填体在长时间自重作用下会出现沉降，容易造成隧道主洞衬砌结构拉裂，须在回填体和仰拱之间设置C30钢筋混凝土地梁。为防止溶洞顶部出现坠石

5、砸坏衬砌结构，在衬砌外侧地梁之上设置一道C30混凝土护拱保护衬砌结构，也能作为衬砌结构溶洞侧的偏压墙，防止主洞施工时因围岩偏压造成安全事故。K104+355一K104+325段主洞围岩裂隙发育，须对主洞衬砌结构进行加强，同时做好超前支护。为减小主洞开挖施工对围岩的扰动，穿越溶洞施工时主洞开挖采取环形开挖预留核心土法。施工过程中做好监控量测，根据量测数据及时调整施工工艺和支护参数。溶洞回填采用破碎头将溶洞洞口扩大，利于溶腔回填施工。洞3为漏斗型，为避免直接回填洞渣从漏斗处滑落，首先采用大块片石回填洞3和溶腔主洞底部，回填高

6、度至洞2顶部以上5m处。以上至主洞仰拱底采用隧道洞渣进行分层填筑和压实。回填压实采用小型挖掘机铺平和压实为主，小型打夯机进行人工夯实为辅，当回填至仰拱下1m时，换用18t压路机进行碾压。钢筋混凝土地粱为避免因回填材料沉降造成主洞衬砌结构拉裂破坏，106chinaHighway监测项目监测仪器位移速率(mm／d)测试频率≥52次／d1—51次／d拱顶下沉全站仪o．5．11次／2d水平收敛o．2—o．51次／3d<眈1次／周表1水平收敛、拱顶下沉量测数据统计表水平收敛拱顶下沉断面编号桩号最大变化速率(Ⅱm／d)累计最大收敛值

7、(向m)最大变化速率(mm／d)累计最大沉降值(mm)YFIsDI厂009K104+3601．8211．312YYTSDL旬10K104+3552．O231．617YV璐DL旬11K104+3502．1刀1．715YVIsDLDl2K104+34522252220YyIsDL013K104+3401．8191．718YYIsDL旬14K104+3351．9282123YY砖DL015K104+33020231．921YYTSDLDl6K104+3251．7191．514表2水平收敛、拱顶下沉量测数据统计表保证隧道主体结构

8、通行安全，在溶洞回填顶面主洞仰拱底下浇筑一道C30钢筋混凝土地梁，地梁也作为衬砌外侧混凝土护拱的基础，地梁长28m，宽4m，厚度80cm。混凝土护拱防护钢筋混凝土地梁完成后，即在主洞衬砌右侧地梁之上施作C30混凝土护拱，且护拱与衬砌之间采用C15混凝土填充，为衬砌右侧脱空部分提供支撑，防止衬砌因围岩偏压破坏。混凝土护