小议隧道溶洞处治的办法

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1、溶洞的分类及处治技术方案

采用护墙防护的处治方法。拱璧采用锚网喷防护，2.5m*Φ22mm砂浆锚杆，布设间距1.2m×1.2m，溶洞前后方各3m范围内架设格栅钢架支护，溶洞段架设I18型钢钢架支护（间距1榀0.6m）。钢架架设完成后施作1m厚C20混凝土护拱，设置1m厚水泥砂浆缓冲层，并预埋Φ100m透水盲管与边墙泄水孔连通。溶洞位于隧道拱顶处时：多采用护拱或喷锚钢筋网的防护方式，即溶洞采用锚网喷支护。施工中采取I18型钢钢拱架支护，喷射厚度为0.5m的C20混凝土护拱，护拱外设1.5m厚干砌片石缓冲层。若溶洞内有水，在洞内预埋2根Φ200mm竖向排水软管，与拱底处盲沟相连。溶洞位于隧道底部时：若是小型溶洞，则可采用C25混凝土回填密实处理；若是深度较大的溶洞，一般采用板梁跨越或者路基充填等的方式进行处治。板梁跨越：基底以下2m处并排铺设43号钢轨，间距0.5m，纵向与基岩搭接长度不得小于5m，钢轨横向采用Φ22mm钢筋连接，间距0.5m，并在钢轨上浇筑1m厚C25混凝土。底板采用1m厚C25钢筋混凝土板。路基充填：针对洞口处隧道底部的大型溶洞，采取分层填筑夯实的方案，使用路基填充。隧道采用明洞衬砌，隧道两侧放坡，采取网喷防护并采用L=20m预应力锚索加固，间距3m×3m。

2、工程实例

拟建齐岳山隧道位于湖北省利川市，隧道横穿山脊，地形整体呈波状起伏，隧道左幅起讫桩号ZK18+888～ZK22+268，长3380m，最大埋深670m；右幅起讫桩号YK18+910～YK22+292，长3282m，最大埋深543m。隧道净空10.5m×5.0m。隧址区属构造溶蚀-剥蚀中山地貌，溶沟、溶槽，漏斗、落水洞等岩溶微地貌发育。勘察区属于川鄂湘黔隆褶带之北西缘和四川沉降褶带之川东褶带的结合部分，北缘与北西向的大巴山弧形构造斜接、重接复合。隧道横穿齐岳山背斜，该背斜两翼不对称，南东翼产状为115°∠70°、北西翼产状约320°∠60°。背斜地层以中厚层状灰岩为主，间夹有页岩及煤层，背斜核部附近发育断层，系岩溶极发育地段。隧址范围发育两条断层，分别为：中槽逆断层（F1）德胜场断层（F2）。物探显示两条断层破碎异常，断层带内岩溶发育，有大型溶洞存在可能，对本隧道的建设影响较大。此外，在隧道交叉部位响水洞地下暗河的标高与隧道标高相当，存在较大突水突泥灾害的风险，有必要进行隧道超前地质预报工作，以保障隧道施工安全。地质雷达超前地质预报由于隧道工程地质和水文地质条件复杂多变，人们都十分重视在隧道施工中能及时地对掌子面前方的地质情况做出超前预报，以便制定出相应的施工方案和施工措施，避免或减少突发性地质灾害造成的经济损失和人员伤亡。采用SIR3000型雷达针对齐岳山隧道进口YK19+053掌子面开展了一次短距离地质雷达探测工作，采用天线频率为100MHz，采集样本点为512。使用美国雷达专用处理软件和结果分析软件，根据雷达波波形、相位、频率和能量等参数可以基本准确的预报掌子面前方中小型溶洞、断层破碎带和地下水，具有探小溶洞和探水优势。探测结果与掌子面揭露情况显示，总体而言，掌子面前方围岩较破碎，围岩稳定性较差；其中，掌子面前方YK19+056～YK19+062范围内左侧信号反应强烈，根据雷达信息特征，推测该处岩体破碎，可能存在小型空洞；掌子面前方YK19+060～YK19+065范围内右侧地质雷达信号反应较强，推测该处岩体较破碎，节理裂隙发育，稳定性较差。实际开挖结果与地质雷达探测吻合性较好。图3.隧道YK19+060处溶洞及溶洞内观察图溶洞处治方案及结果实际开挖结果显示，在隧道开挖至YK19+060附近时，在隧道左侧出现一个小型溶洞，溶洞最大直径约2m、深约3m，溶腔内无充填物。为了保证隧道安全以及围岩的稳定性，对此溶洞进行了处治。对于无充填型溶洞，首先清除溶腔表面浮土，然后进行回填处治。因为溶洞位于隧道拱部和边墙位置，为了保证施工安全，首先是将溶腔表面浮土清除，然后喷射C25混凝土，在初期支护完成后采用水泥砂浆进行回填处治，最终完成对溶洞的封堵回填，同时提高围岩的完整性及稳定性。

3、结束语

充分发挥设计人员以及施工人员的主观能动性，降低溶洞封堵回填的难度，保证施工质量并使结构安全可靠，隧道施工过程中应充分重视超前地质预报，降低工程地质发生的概率。除掌子面前方外，隧道周边以及底部的隐伏岩溶探测也应引起重视。

作者：梁金宝单位：中铁十四局集团有限公司