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隧道大型溶洞处置技术

隧道大型溶洞处置技术
摘要:高速公路建立正由东部平原地域过渡到中西部重山区,所面临的地质环境问题将更为复杂。特别是贵州地域高速公路建立迅猛开展,正在成为西南陆路交通枢纽,该地域主要地貌为喀斯特地貌,隧道工程建立呈多溶洞特性,文章分离贵州省仁怀至赤水高速公路洞湾隧道大型溶洞处置计划,细致阐述了隧道仰拱底大型溶洞处置计划的比选及采用回填施工的技术研讨,对相似工程具有重要的自创意义。

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洞湾隧道大型溶洞状况简述

由中铁五局贵州公司承建的仁怀至赤水高速公路洞湾隧道位于贵州省习水县东南方11km,隧道左洞长2126m,右洞长2090m。隧道最大埋深310m,洞身穿越泥岩、泥岩夹灰岩、灰岩地层。隧道在施工过程中屡次遇到溶洞,其中线路右线开挖至YK66+488时揭显露一处大型溶洞。该溶洞位于隧道底板以下,溶洞长轴与线路大致垂直,溶洞底部轴长265m、顺线路宽度57m,溶腔最大高度44m,溶洞顶板与隧道底板之间厚度为3-29m,内有一处落水洞发育。
溶洞围岩地质特征:
①溶腔边壁形态折转变化与构造面(断层节理面)、岩层层面根本分歧,阐明溶洞—溶蚀作用受构造面和岩层层面控制。
②溶洞顶部及边壁陡悬处,石钟发育,相对应的底部石笋发育,阐明公开渗流水、滴水丰厚,溶蚀作用强。
③溶腔顶部及边壁陡悬处围岩稳定较差,易掉块,部分不利构造面组合处易坍塌。
④溶腔底部主要为淤泥和块石堆积,块石堆积之下有流水,可听到流水声。

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处置计划的比选

隧道穿越岩溶地段时,管理比拟复杂,应依据溶洞的实践状况和隧道在其中所处的位置灵敏肯定。普通状况下,可按岩溶对隧道影响状况及施工条件,采取逾越、加固洞穴、引排截堵岩溶水、肃清充填物或注浆对脆弱地基加固,回填夯实,封锁地表塌陷、疏排地表水等工程综合管理设计计划。依据广东核力工程勘察院的《洞湾隧道进口端岩溶探测 工程物探勘察报告》和现场调查的状况,本着“平安、彻底、生态、经济、快速”的准绳,对该溶洞初步提出了2个处置计划:“逾越处置计划”、“回填处置计划”。

计划一  板梁+柱支撑逾越计划
为不改动溶洞排水系,对洞底溶洞采用板梁逾越处置。同时在隧道底板下的溶腔内用钢筋混凝土柱子对板梁下的隧道底板停止支撑。详细计划如下:
    (1)溶洞洞腔防护:
洞腔停止清危后喷锚防护,放射混凝土厚10cm;锚杆采用φ22 药卷锚杆,间距为1.5m×1.5m,长4m;钢筋网采用φ6.5,网格间距为25cm×25cm。
    (2)桥梁构造:
初步拟定采用桥梁逾越,上构构造型式为2×20m 整表现浇连续肋梁,两侧桥台支撑在岩体,桥墩墩采用双圆柱式墩,直径2.0m,扩展根底。仁怀侧桥台处岩层底板厚度扣除现浇梁高后最薄处约为9m,溶腔的深度20m,为了确保0 号台处岩体的稳定与平安,在0 号台岩层底板下方的溶腔内设置15 根直径1.6m 的圆柱停止支撑,圆柱的间距4m,详细布置详见桥型布置图。支撑圆柱底采用扩展根底方式,顶部采用植筋的方式与上岩体锚固,由于桥上要增加护拱及二衬,桥梁宽度采用14.4m。
    (3)隧道构造:
隧道边墙及拱部均为空泛段,采用45cm 厚钢筋混凝土明洞型衬砌(配合桥面设计不设仰拱)+外设80cm 厚钢拱架护拱(内设I18 工字钢骨架,间距为60cm)停止支护。

计划二  回填处置计划
采用洞渣回填,因不能保证回填的压实度及与隧底地板岩体的密贴,回填土无法起到对隧道底板的支撑作用,不能保证隧道构造在运营中的运用平安,计划在技术上不可行,给予舍弃。回填计划回填资料采用浆砌片石,详细计划如下:

(1)溶洞洞腔防护:

洞腔停止清危后喷锚防护,放射混凝土厚10cm;锚杆采用φ22 药卷锚杆,间距为1.5m×1.5m,长4m;钢筋网采用φ6.5,网格间距为25cm×25cm。

(2)洞腔回填:

对隧底顶板厚度极薄处的危岩停止揭露清算后,以此为进入隧底处的工作面,搭设备工平台,对隧底处洞腔采用M7.5 浆砌片石停止回填。回填宽度为隧道衬砌中线两侧各7.5m,总宽15m,回填坡率为1:0.3。回填前应先对回填范围内根底停止清淤、清渣(原溶洞内垮塌的石渣),并请求基底地基承载力大于1.0MPa。存在隧道岩石底板部位的浆砌片石为保证回填密实,应预留注浆管于接触面采用间歇式注浆方式灌注水泥砂浆;隧道底板为空的部位,应在浆砌片石外表采用C20 水泥混凝土停止找平,找平层厚10cm。回填前依据原洞腔公开水流水方向预埋Ф100cm 的HDPE 管涵,确保溶洞内水路畅通。

(3)隧道构造:

①隧道边墙及拱部无溶洞段,隧道已开挖,初期支护已施做终了,二次衬砌采用45cm 厚钢筋混凝土,不设仰拱。

②隧道边墙及拱部均为空泛段,采用45cm 厚钢筋混凝土明洞型衬砌(不设仰拱)+外设80cm 厚钢拱架护拱(内设I18 工字钢骨架,间距为60cm)停止支护。

计划比选


(1)技术比拟

采用浆砌片石回填计划,施工难度小,只需确保施工过程中回填的质量。质量控制的要点为:①溶洞底部淤泥和掉块应肃清洁净,基底承载力大于1.0MPa;②回填浆砌片石顶部采用注浆,确保溶洞顶部无空隙;③隧底预埋管涵,确保溶洞内水路畅通。
采用桥梁板梁+柱支撑逾越计划,施工难度大。桥梁根底开挖爆破影响溶洞围岩的稳定,平安风险极大。质量控制的要点为:①墩台处松动岩石清算洁净;②保证墩台根底基底承载力;③精确控制溶洞顶板支撑柱的高度,墩柱高度与设计不符应变卦处置。

(2)经济比拟

采用M7.5浆砌片石回填计划,回填M7.5浆砌片石27820m3,工程数量大,但可充沛应用隧道弃渣施工,施工本钱低;采用桥梁板梁+柱支撑逾越计划,主要工程数量:现浇梁C50混凝土740.4m3、墩台混凝土1026.8m3、钢绞线35.7t、钢筋285.6t,砼、钢材价钱昂贵。

经过计划的技术、经济比拟,从施工的难易水平、平安风险、施工本钱等方面综合思索,最终促成贵州省公路局经计划评审后采用回填浆砌片石计划。

本文由溶洞灯光设计采集


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