公路隧道溶洞处理与初期支护探析

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1、公路隧道溶洞处理与初期支护探析　　摘要:公路隧道施工中根据开挖断面所在的地质年代和岩性特点,判断和分析岩溶的发育情况,进而采取经济合理的措施进行溶洞处理和初期支护，既保证了安全生产和工程质量又创造了很好的经济效益。关键词:公路隧道；溶洞处理；初期支护中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：一、隧道岩溶等复杂地质情况介绍沪蓉西高速公路八字岭隧道位于湖北省宜昌市长阳县境内，隧道洞身段地表水系不发育，无常年性地表水体，洞上方地表主沟谷呈封闭状，一般无地表径流，但溶沟、溶槽、溶蚀漏斗及串珠状落水洞发育，降水形成

2、的地表面流汇积低洼处沿垂直岩溶管道灌入地下，转化为地下径流，洞身段地下径流是隧道涌水、突水的主要水源。对隧道施工影响较大的主要为地下水。根据设计院全面勘察，第四系孔隙水及基岩裂隙水水量较小，岩溶水水量较大，岩溶潜水主要赋存于三叠系下统大冶组上段灰岩中，分布范围广，溶沟、溶槽、岩溶漏斗、落水洞发育，且隧道洞身及出口均位于该地层中，是隧道面临的主要水文地质问题。二、隧道超前地质预报结合地质钻机钻孔确定施工区域地质情况11掌握隧道地质条件情况，首先在施工前，根据设计院提供的设计文件和图纸，再针对对地表进行详细勘

3、查，研究岩溶状态，估计可能遇到岩溶地段。通过超前地质预报查明岩溶分布情况，发育形态和发育规律，查明溶洞的填充情况和填充物的物理力学性质，查明溶洞内地下水发育状况以及运动规律等详细情况，通过超前探测校核和补充勘察设计成果，获取掌子面前方地质构造、软弱地层、溶洞分布范围、类型；例如溶洞的大小、有无水、岩层稳定程度和地下水流情况（有无长期补给来源，雨季水量有无增长）等，掌握了第一手准确的资料后，制定出了科学有效施工方案，安全合理的施工步骤，分别采用引、堵、越、绕等措施进行处理。及时获取各种不良地质准确的资料，及

4、时进行预报，为有针对性地变更设计和施工方案，制定稳妥、可靠的工程措施，采取积极有效的防范措施，确保安全稳妥的完成施工任务。在可能的岩溶区施工时，采用了TSP超前地质预报系统及TSP与超前地质钻孔相接合的预报方法,准确探明了溶洞形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，根据这些准确有效的数据及时制定施工处理方案及安全措施。三、隧道施工中遇到两个案例（一）隧道无填充物或填充物很少情况施工方案（见后附图1）11施工中遇到围岩类型较好（Ⅱ、Ⅲ级），隧道拱腰以上开挖面溶洞发育深度大于2米，溶洞宽度小于隧道开挖面采用如

5、下处理方案如下，溶洞内无填充物或者填充物量少的溶洞，可以将填充物清除干净，设置C25钢筋混凝土过梁，梁体厚度0.5米，过梁内设Φ22钢筋网，钢筋间距20cm×20cm,混凝土梁体两端各嵌入岩石大于50cm,梁体采用C25钢筋混凝土。梁体外围做间距1.2×1.2锚杆，锚杆采用20MnSiΦ22药卷锚杆，长度L=2.5m,锚杆深入围岩1.5米。溶洞上部采用M7.5浆砌片石填充密实溶洞空间。为了确保溶洞排水顺畅，施工过程中特别注意了埋设Φ110HDPE透水管,间距2m,所有的Φ110HDPE透水管汇聚的水再通过

6、Ω排水管引出溶洞区域，充分保证了隧道拱部结构的安全和稳固。施工中在拱部梁体达到设计强度后，进行隧道拱部和边墙部位的初期支护工作进行喷射混凝土初喷施工。1、初期支护喷射混凝土施工方案喷射混凝土施工时采用湿喷法施工，喷射用混凝土由隧道外拌合站集中拌合，混凝土罐车运输到施工区域。施工中采用了TK-961湿喷机配合机械手喷射，分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖后立即进行，复喷在锚杆、挂网和钢架安装后进行。（1）喷射前准备工作11喷射前先进行受喷面处理，除去表面危石和欠挖部分，施工前用高压风将岩面杂质吹干净，用高压水

7、冲洗干净岩面。施工时遇到了表面水量大的情况，采取措施将水集中引排，使之在初期支护背后形成永久排水孔。（2）湿喷工艺施工顺序为先拱脚后拱腰，最后拱顶分区域进行。喷射时，送风之前先打开计量泵，以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；送风后及时调整风压，使压力控制在0.45～0.7Mpa之间。若风压过大，粗骨料碰到围岩后会回弹造成质量和安全隐患，风压过小，喷射动能则小，粗骨料冲不进砂浆层而脱落，都将导致回弹量增大。喷嘴与岩面的距离保持在80～100cm之间，太近太远都会增加回弹量。施工时将喷嘴固定在了机械手上进

8、行作业，喷射方向尽量与受喷面保持垂直，拱部尽可能以直径方向喷射；遇到受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜。初期喷射混凝土厚度为5cm左右，复喷混凝土采用分层施工至设计厚度。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力，按照从下往上施喷，呈“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压住前面半圈的方法施工，力求喷出的砼层面平顺和光滑。（3）混凝土复喷工艺11初喷结束后，再进行锚杆施