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1、新寨隧道溶洞處理與施工周俊成(中鐵十四局集團(tuán)有限公司,山東,濟(jì)南,250014)【】云南廣(南)硯(山)高速公路新寨隧道施工中,遇到不同類(lèi)型溶洞,采用及時(shí)封閉,片石回填,設(shè)置鋼筋混凝土托梁配合型鋼拱架加強(qiáng)支護(hù),澆筑混凝土護(hù)拱并吹砂作為緩沖層等施工處理措施,安全通過(guò)了這些溶洞。【關(guān)鍵詞】溶洞;處理;施工1.工程概況云南屬典型的喀什特地貌,由于碳酸鹽巖溶水的侵蝕,多溶洞。新寨隧道位于云南廣南縣珠街鎮(zhèn),地質(zhì)條件復(fù)雜,隧道埋深淺,洞口穩(wěn)定性差,洞口段地基承載力差,隧道進(jìn)、出口中線與山體斜交,隧道偏壓嚴(yán)重。
2、在掘進(jìn)過(guò)程中遇到了多層次、強(qiáng)烈發(fā)育、大小不等的許多溶洞,曾給施工造成了很大困難。這些溶洞一般特征是溶洞內(nèi)被泥土和大小不一的石塊填充,開(kāi)挖后填充物不斷滑移涌出,下落大塊巖石或孤石,在隧道側(cè)壁和頂部形成大大小小的空腔。部分溶洞宮含地下水,有的溶洞與暗河相連。2.工程地質(zhì)條件隧道路線IX域地層主要有第四系(Q)和奧陶系下統(tǒng)紅花園組(Olhn),第四系主要分布于陡巖下部或緩坡凹地,谷地坡腳處,主要由粘土、亞粘土、碎石、塊石等松軟堆積物組成。奧陶系下統(tǒng)紅花園組為灰色中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥
3、巖。隧道左幅出口、右幅進(jìn)口處巖層產(chǎn)狀310°∠17°,左幅進(jìn)口、右幅出口處巖層產(chǎn)狀50°∠29°。隧道地區(qū)地層巖性為上覆亞粘土含碎石、碎石土,層厚2.2?13.8m,下伏基巖巖性為強(qiáng)?弱風(fēng)化泥巖、鈣質(zhì)泥巖及強(qiáng)~弱風(fēng)化白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r,地下水類(lèi)型主要為基巖裂隙水、巖溶水。1.溶洞揭示情況隧道右洞在丫K166+170?205段遇到了多層次、強(qiáng)烈發(fā)育的大型溶洞,溶洞內(nèi)被泥土和大小不一的石塊所充填,開(kāi)挖后充填物不斷滑落,向上塌至地表通天,塌高38m,在地表
4、形成長(zhǎng)度約15m、寬度約10m的陷坑(見(jiàn)圖1)。右洞YK166+220?252段上斷面開(kāi)挖吋右側(cè)拱部出現(xiàn)一大型溶洞,溶洞沿隧道中心向前及右上角延伸,溶洞呈倒漏斗型,充填物較少,主要為黃色松散碎土,溶洞頂距開(kāi)挖拱頂約20mo隧道左洞ZK166+160?205段左側(cè)開(kāi)挖揭示為溶洞,溶洞沿隧道中心向前后、向下延伸,充填物較少,巖塊上粘附有黃色粘土,溶洞壁圍巖十分破碎,溶洞向下發(fā)展深約30m,溶洞先后兩次侵入開(kāi)挖斷面,里程范圍分別為K166+160?171和K166+178?190,溶洞背后連通。隧道右洞
5、YK166+781?750段開(kāi)挖揭示為一大型溶洞,溶洞沿隧道中心向前和右上角發(fā)育,洞內(nèi)奮兩處水流,流量約50L/Min,通過(guò)仰拱下溶腔流走;洞內(nèi)充填物主要為溶壁風(fēng)化掉下的大塊石,溶洞壁圍巖風(fēng)化破碎嚴(yán)重,局部附奮黃色粘土,溶洞頂距開(kāi)挖拱頂約10m(見(jiàn)圖2)。2.溶洞處理方案(1)溶洞處理原則隧道遭遇到發(fā)展和衰亡階段的巖溶中的大型溶洞、暗河時(shí),應(yīng)逐個(gè)溶洞逐個(gè)處理,設(shè)計(jì)中的通用原則為確保隧道的襯砌結(jié)構(gòu)奮足夠的安全保證、在可預(yù)見(jiàn)期內(nèi)洞穴的穩(wěn)定性有保證、原有水流通道不會(huì)被阻斷、方案比較經(jīng)濟(jì)適用。隧道過(guò)溶洞處
6、置方式有增設(shè)邊墻梁及行車(chē)梁、托梁、支墩、懸壁梁承托縱梁、拱橋、加大隧道浄空寬度跨度跨越巖溶或?qū)λ淼乐苓厧r體進(jìn)行封閉、注漿加固、支頂加固、加強(qiáng)襯砌等。(2)溶洞處理措施為了順利通過(guò)各類(lèi)溶洞地段,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,充分利用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和材料,分別采取了不同的處理措施。其中YK166+170?205段人型溶洞、YK166+750?781段大型溶洞及暗河處理技術(shù)具有代表性。①YK166+170?205段大型溶洞處理隧道右洞在YK166+170?205段遇到了被泥土和人小不一的石塊所充填的溶洞,開(kāi)挖后充填物
7、不斷滑落,并形成長(zhǎng)35m,最寬處達(dá)16m,高38m的空腔,空腔通至地表,空腔頂部巖層與隧道斜交。為了隧道施工能順利通過(guò)溶洞地段,并能保證村砌結(jié)構(gòu)在使用中長(zhǎng)期穩(wěn)定,實(shí)際施工步驟和方法如下:4.1對(duì)通天地表進(jìn)行刷坡,并打設(shè)錨桿,掛網(wǎng)噴錨,在地表陷坑四周挖好排水溝,防止地表水進(jìn)入洞內(nèi),見(jiàn)圖1。4.2搭方木垛子,將最危險(xiǎn)的快要垮塌的巖層頂住,使空腔暫時(shí)穩(wěn)定。4.3沿溶洞空腔頂部及溶洞壁施作Φ22的砂漿錨桿,長(zhǎng)3.5m,呈梅花型布置,間距50cm,掛Φ8的鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片規(guī)格20cm&time
8、s;20cm;噴射C25的噴射砼10cm厚。4.4采用120的型鋼,鋼拱架間距60cm;每榀均用連接鋼筋連接,間距為100cm,并掛Φ8的鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片規(guī)格15cm×15cm。噴射C25砼30cm厚。4.5拱架背后設(shè)C25砼厚120cm,其余溶腔采用M7.5漿砌片石冋填至護(hù)拱頂50cm。4.6二次襯砌按原設(shè)計(jì)圖的襯砌斷面型式進(jìn)行,頂部溶腔在二襯完畢后用土冋填,地表采用50cm厚M10砂漿封閉。②YK166+750?781段人型溶洞處理YK166+781?750段