王彬永

摘要：隧道溶洞填充物滑落造成塌方冒頂是隧道開(kāi)挖施工后，原先平衡的山體壓力遭到破壞而造成山體上部巖層自然塌落的現(xiàn)象。因此制定合理、科學(xué)、有效的溶洞塌方處理方案對(duì)隧道順利穿越巖層地段非常重要。本文通過(guò)對(duì)中梁子隧道溶洞塌方冒頂?shù)奶幚磉M(jìn)行實(shí)例分析，研究隧道溶洞冒頂?shù)奶幚矸桨?，可供?lèi)似隧道處理溶洞施工借鑒。

關(guān)鍵詞：公路 隧道 溶洞 處理

1 概述

隨著對(duì)山區(qū)進(jìn)行不斷地開(kāi)發(fā)，高速公路逐漸取代崎嶇的盤(pán)山公路。在山區(qū)建設(shè)高速公路的隧道時(shí)，隧道的施工質(zhì)量、施工安全、施工進(jìn)度等，通常會(huì)受到山體溶洞坍塌的影響。在巖溶地區(qū)，隨著興建工程數(shù)量的不斷增多，在公路隧道建設(shè)中，處理山體溶洞坍塌問(wèn)題逐漸成為熱點(diǎn)問(wèn)題，如何確保處理措施的合理性、經(jīng)濟(jì)性，研究這一問(wèn)題具有重要的意義。

本文通常闡述中梁子隧道ZK3+883處溶洞填充物滑落造成坍塌冒頂?shù)奶幚磉^(guò)程，同時(shí)對(duì)該地區(qū)水文地質(zhì)情況和溶洞的實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真分析，試圖尋找發(fā)生坍塌的原因，并且針對(duì)這些問(wèn)題，提出相應(yīng)的政策建議，進(jìn)而為確定溶洞坍塌處理方案提供參考依據(jù)。

2 工程概況

中梁子隧道為分離式的四車(chē)道高速公路長(zhǎng)大隧道，位于會(huì)澤縣待補(bǔ)鎮(zhèn)境內(nèi)。隧道為分離式隧道，右洞全長(zhǎng)4509m，左洞全長(zhǎng)4587m。隧道進(jìn)口左右幅洞門(mén)均為削竹式洞門(mén)，洞門(mén)長(zhǎng)8m，明洞均為對(duì)稱(chēng)式明洞（SFma）。隧道右洞最大埋深437m，左洞最大埋深446m。隧道進(jìn)口段為淺埋段，圍巖主要為薄層狀硅質(zhì)巖、角礫狀白云巖、粉砂巖、灰?guī)r、玄武巖，屬較軟巖～硬巖，中風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理較發(fā)育～發(fā)育，巖體較破碎～破碎，結(jié)合面結(jié)合一般，結(jié)合力差，拱部易失穩(wěn)，側(cè)壁容易掉塊。地下水以基巖裂隙水為主，開(kāi)挖時(shí)以出現(xiàn)淋雨?duì)罨蛴克疇畛鏊?/p>

3 隧道溶洞坍塌后現(xiàn)場(chǎng)

隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，為了提高掘進(jìn)速度，通常情況下，在進(jìn)、出口兩個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，并且按照上、下導(dǎo)坑法進(jìn)行隧道開(kāi)挖，在施工過(guò)程中當(dāng)開(kāi)挖到ZK3+883時(shí)遇見(jiàn)溶腔，黃褐色泥質(zhì)物充斥在溶腔內(nèi)。對(duì)于溶洞來(lái)說(shuō)，當(dāng)冒頂口周邊的土體穩(wěn)定后，這時(shí)隧道洞室內(nèi)坍塌物已涌至ZK3+880處，溶洞冒頂陷孔口從地表看呈圓形狀，半徑約為2.5m，深度約為5米。

4 隧道溶洞坍塌冒頂處理方案

根據(jù)隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)和相應(yīng)的地質(zhì)勘察資料，在施工過(guò)程中，雖然隧道施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生塌方，但是現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有發(fā)生涌水，開(kāi)挖掌子面周邊圍巖情況與預(yù)報(bào)資料基本保持一致，在這種情況下，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可以斷定該隧道溶洞為小溶洞，沒(méi)有貫穿到隧道洞頂。為了防止溶洞坍塌量變大，按照“治塌先治水、治塌先加強(qiáng)”的原則，對(duì)冒頂處地表水流進(jìn)行治理，然后加固穩(wěn)定隧道內(nèi)拱頂坍塌堆積物，待松散物體凝結(jié)穩(wěn)定后，再對(duì)隧道內(nèi)的坍落物進(jìn)行邊開(kāi)挖邊清理，同時(shí)監(jiān)控量測(cè)隧道圍巖，進(jìn)一步確保工程的安全性。

4.1 溶洞冒頂處地表水和雨水防治

通常情況下，地表水和雨水會(huì)沿著隧道冒頂處滲入到隧道頂部的地面，在這種情況下，隧道頂部地面溶洞內(nèi)容易發(fā)生塌陷，其地質(zhì)環(huán)境遭到進(jìn)一步的破壞，影響隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此隧道溶洞塌方冒頂后，必須確保冒頂處地表水和雨水不能進(jìn)入隧道頂部地面。按照宜疏不宜堵的原則對(duì)巖溶水進(jìn)行處理，在處理方案中，具體處理方法為：

①采用注漿填充和加固的方式對(duì)地表沉陷和裂縫處進(jìn)行處理，在溶洞塌穴口上方周?chē)?2米外開(kāi)挖截水溝，進(jìn)一步防止雨水地表徑流沖刷塌穴孔周邊土體。

②在塌穴口周邊1米處開(kāi)挖排水溝，并硬化溝底，防止水流滲入，在塌穴口的上方搭設(shè)雨棚進(jìn)行遮蓋，并且雨棚落水緣處的雨水滴落到排水溝中，避免穴孔內(nèi)滲入雨水和地表滲水，引發(fā)塌落。

4.2 加強(qiáng)圍巖支護(hù)，提高圍巖承載能力

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)坍塌體為溶洞填充物滑落，溶洞填充物為黃褐色泥質(zhì)填充物，承載能力比較低，并且該段圍巖預(yù)報(bào)等級(jí)屬于Ⅴ級(jí)，對(duì)圍巖的穩(wěn)定構(gòu)成影響，如果處理不當(dāng)，坍塌體可能會(huì)繼續(xù)滑落。一旦坍塌再次發(fā)生，將會(huì)增加后續(xù)隧道施工的難度。

在本隧道溶洞塌方冒頂處理過(guò)程中采取以下加固方案：

①使用洞渣對(duì)掌子面進(jìn)行反壓回填，確保掌子面穩(wěn)定。同時(shí)在掌子面附近搭設(shè)工作平臺(tái)，在緊靠掌子面處施工一榀I22a工字鋼架。在掌子面上預(yù)留向塌方空腔內(nèi)泵送填充料的Φ89×8mm鋼管，鋼管前端靠近塌方空腔頂部。

②超前支護(hù)加強(qiáng)，采用兩層Φ89×8mm小管棚進(jìn)行支護(hù)，第一排緊靠掌子面進(jìn)行布設(shè)，外插角10°～15°，長(zhǎng)度4.5m，環(huán)向間距30cm，鋼管根數(shù)45根/循環(huán)，202.5m/循環(huán)。第二排后退一榀工字鋼進(jìn)行布設(shè)，外插角30°，長(zhǎng)度4.5m，環(huán)向間距30cm，鋼管根數(shù)45根/循環(huán)，202.5m/循環(huán)。管棚施工完畢后及時(shí)進(jìn)行注水泥漿，水泥漿水灰比0.5：1（重量比），注漿時(shí)先注第一排，第一排注漿完畢后再注第二排。超前小管棚3榀鋼架一循環(huán)，搭接長(zhǎng)度2.5m。

③初期支護(hù)施工中，工字鋼采用I22a工字鋼通過(guò)塌方區(qū)，工字鋼間距50cm。鋼筋網(wǎng)片采用φ20 HPB300圓鋼，網(wǎng)格間距5cm×5cm。噴射混凝土厚度30cm。初期支護(hù)施工完成后，向塌方空腔內(nèi)泵送C10混凝土進(jìn)行回填，保證空腔密實(shí)。

④二襯混凝土厚度按60cm進(jìn)行施工。

4.3 冒頂塌穴處回填

隧道二襯澆筑完混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)溶洞塌穴口回填?；靥钸M(jìn)行人工分層夯實(shí)，塌穴口處用漿砌片石封閉并與原地形地貌相接順。

4.4 監(jiān)控量測(cè)

在該段溶洞塌方施工處理過(guò)程中，在ZK3+883前后20m處加設(shè)了8個(gè)監(jiān)控量測(cè)斷面。在塌方處理過(guò)程中由于受到施工震動(dòng)等影響監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)顯示變形較大，但在塌方處理完成后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間監(jiān)測(cè)初支變形基本穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

在中梁子隧道施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)溶洞冒頂進(jìn)行科學(xué)的處理，進(jìn)而為以后類(lèi)似工程積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在公路隧道施工過(guò)程中，由于溶洞的地質(zhì)情況不同，所以導(dǎo)致坍塌的原因也存在一定的差異，在這種情況下，需要根據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，確定溶洞的處理方案，進(jìn)一步確保坍塌處理方案的科學(xué)性、合理性，確保工程進(jìn)度有序進(jìn)行。

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