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1、溶洞的分類及處治技術(shù)方案

采用護墻防護的處治方法。拱璧采用錨網(wǎng)噴防護，2.5m*Φ22mm砂漿錨桿，布設(shè)間距1.2m×1.2m，溶洞前后方各3m范圍內(nèi)架設(shè)格柵鋼架支護，溶洞段架設(shè)I18型鋼鋼架支護（間距1榀0.6m）。鋼架架設(shè)完成后施作1m厚C20混凝土護拱，設(shè)置1m厚水泥砂漿緩沖層，并預(yù)埋Φ100m透水盲管與邊墻泄水孔連通。溶洞位于隧道拱頂處時：多采用護拱或噴錨鋼筋網(wǎng)的防護方式，即溶洞采用錨網(wǎng)噴支護。施工中采取I18型鋼鋼拱架支護，噴射厚度為0.5m的C20混凝土護拱，護拱外設(shè)1.5m厚干砌片石緩沖層。若溶洞內(nèi)有水，在洞內(nèi)預(yù)埋2根Φ200mm豎向排水軟管，與拱底處盲溝相連。溶洞位于隧道底部時：若是小型溶洞，則可采用C25混凝土回填密實處理；若是深度較大的溶洞，一般采用板梁跨越或者路基充填等的方式進(jìn)行處治。板梁跨越：基底以下2m處并排鋪設(shè)43號鋼軌，間距0.5m，縱向與基巖搭接長度不得小于5m，鋼軌橫向采用Φ22mm鋼筋連接，間距0.5m，并在鋼軌上澆筑1m厚C25混凝土。底板采用1m厚C25鋼筋混凝土板。路基充填：針對洞口處隧道底部的大型溶洞，采取分層填筑夯實的方案，使用路基填充。隧道采用明洞襯砌，隧道兩側(cè)放坡，采取網(wǎng)噴防護并采用L=20m預(yù)應(yīng)力錨索加固，間距3m×3m。

2、工程實例

擬建齊岳山隧道位于湖北省利川市，隧道橫穿山脊，地形整體呈波狀起伏，隧道左幅起訖樁號ZK18+888～ZK22+268，長3380m，最大埋深670m；右幅起訖樁號YK18+910～YK22+292，長3282m，最大埋深543m。隧道凈空10.5m×5.0m。隧址區(qū)屬構(gòu)造溶蝕-剝蝕中山地貌，溶溝、溶槽，漏斗、落水洞等巖溶微地貌發(fā)育?？辈靺^(qū)屬于川鄂湘黔隆褶帶之北西緣和四川沉降褶帶之川東褶帶的結(jié)合部分，北緣與北西向的大巴山弧形構(gòu)造斜接、重接復(fù)合。隧道橫穿齊岳山背斜，該背斜兩翼不對稱，南東翼產(chǎn)狀為115°∠70°、北西翼產(chǎn)狀約320°∠60°。背斜地層以中厚層狀灰?guī)r為主，間夾有頁巖及煤層，背斜核部附近發(fā)育斷層，系巖溶極發(fā)育地段。隧址范圍發(fā)育兩條斷層，分別為：中槽逆斷層（F1）德勝場斷層（F2）。物探顯示兩條斷層破碎異常，斷層帶內(nèi)巖溶發(fā)育，有大型溶洞存在可能，對本隧道的建設(shè)影響較大。此外，在隧道交叉部位響水洞地下暗河的標(biāo)高與隧道標(biāo)高相當(dāng)，存在較大突水突泥災(zāi)害的風(fēng)險，有必要進(jìn)行隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作，以保障隧道施工安全。地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報由于隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜多變，人們都十分重視在隧道施工中能及時地對掌子面前方的地質(zhì)情況做出超前預(yù)報，以便制定出相應(yīng)的施工方案和施工措施，避免或減少突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡。采用SIR3000型雷達(dá)針對齊岳山隧道進(jìn)口YK19+053掌子面開展了一次短距離地質(zhì)雷達(dá)探測工作，采用天線頻率為100MHz，采集樣本點為512。使用美國雷達(dá)專用處理軟件和結(jié)果分析軟件，根據(jù)雷達(dá)波波形、相位、頻率和能量等參數(shù)可以基本準(zhǔn)確的預(yù)報掌子面前方中小型溶洞、斷層破碎帶和地下水，具有探小溶洞和探水優(yōu)勢。探測結(jié)果與掌子面揭露情況顯示，總體而言，掌子面前方圍巖較破碎，圍巖穩(wěn)定性較差；其中，掌子面前方Y(jié)K19+056～YK19+062范圍內(nèi)左側(cè)信號反應(yīng)強烈，根據(jù)雷達(dá)信息特征，推測該處巖體破碎，可能存在小型空洞；掌子面前方Y(jié)K19+060～YK19+065范圍內(nèi)右側(cè)地質(zhì)雷達(dá)信號反應(yīng)較強，推測該處巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較差。實際開挖結(jié)果與地質(zhì)雷達(dá)探測吻合性較好。圖3.隧道YK19+060處溶洞及溶洞內(nèi)觀察圖溶洞處治方案及結(jié)果實際開挖結(jié)果顯示，在隧道開挖至YK19+060附近時，在隧道左側(cè)出現(xiàn)一個小型溶洞，溶洞最大直徑約2m、深約3m，溶腔內(nèi)無充填物。為了保證隧道安全以及圍巖的穩(wěn)定性，對此溶洞進(jìn)行了處治。對于無充填型溶洞，首先清除溶腔表面浮土，然后進(jìn)行回填處治。因為溶洞位于隧道拱部和邊墻位置，為了保證施工安全，首先是將溶腔表面浮土清除，然后噴射C25混凝土，在初期支護完成后采用水泥砂漿進(jìn)行回填處治，最終完成對溶洞的封堵回填，同時提高圍巖的完整性及穩(wěn)定性。

3、結(jié)束語

充分發(fā)揮設(shè)計人員以及施工人員的主觀能動性，降低溶洞封堵回填的難度，保證施工質(zhì)量并使結(jié)構(gòu)安全可靠，隧道施工過程中應(yīng)充分重視超前地質(zhì)預(yù)報，降低工程地質(zhì)發(fā)生的概率。除掌子面前方外，隧道周邊以及底部的隱伏巖溶探測也應(yīng)引起重視。

作者：梁金寶單位：中鐵十四局集團有限公司