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摘要:溶洞指的主要是溶性岩层在受到化学作用和机械作用后,在地表水和地下水的作用下而形成的溶蚀现象。在溶洞内产生岩溶现象,会使得结构物发生全部或者是一部分的悬空,使得隧道使用的可靠性大大的降低。针对隧道施工过程中遇到的溶洞现象,必须要制定科学、合理的处理方案,才能够确保隧道施工的顺利进行,确保施工的安全性。
关键词:山岭隧道;溶洞处理;质量控制
1、工程概况
1.1工程背景
平赞高速项目6标段主线起讫里程桩号为K23+305~K31+613,线路总长8.308km,位于太行山余脉东麓井陉县境内。南王庄1号隧道为分离式隧道,隧道净空为12.25×5m。南王庄1号隧道隧址区属构造剥蚀低山丘陵地貌,起伏较大。地势总体由北东向南西降低,隧道通过区最高点位于K25+460,高程为458.87m,该处隧道埋深为80.80m。
1.2隧道溶洞处理施工特点
(1)所用的施工机具及材料比较常见且容易采购,而且施工工艺较简单质量可控。
(2)节省工期,溶洞对掌子面进尺造成了一定的影响工法通过合理的施工组织,不影响正常掘进的情况下处理溶洞。
(3)采用合理的方法,处理溶洞过程中不需要停止掌子面正常掘进。
2、隧道溶洞处理施工技术
2.1 隧道溶洞处理工艺原理
(1)溶洞段隧道围岩强化支护
在溶洞段前小里程方向15m范围内增设环向钢架支撑,采用I16工字钢,间距60cm,钢架间加连接钢筋。钢架与壁面间用混凝土喷填密实。以此来增加对溶洞上部围岩进行加固。
(2)溶洞内填充加固处理
先做危石安全支撑,然后施做150cm后C25混凝土护墙。防止护墙侵入隧道初支范围内。混凝土护墙达到设计强度要求后,开始进行墙后片石回填施工,并灌注砂浆自流。待片石灌浆稳定后,往溶洞内泵送C25混凝土直至隧道拱顶处1米以上作为护拱,加固溶洞。
2.2 隧道溶洞处理施工前期准备
2.2.1 施工人员、机械、材料配置
根据施工需要,设施工负责人1名,下设3个工班,临时作业队、拌合站、机械班,并设安全员一人,负责洞内外安全工作。并项目设置管理人员8人,保证施工的平稳进行。
2.3 隧道溶洞处理施工工艺
2.3.1 施工工艺流程
溶洞处理采用溶洞内填充加固处理+临时环向钢架支撑+基础注浆加固+危岩安全支撑+混凝土护墙+墙后片石回填+溶洞顶泵送混凝土相结合的施工技术。
2.3.2 施工方法
(1)增设临时环向钢架支撑
由于溶洞段围岩裂痕多,破碎严重,容易发生坍塌,故在溶洞段前小里程方向15m范围内增设环向钢架支撑,采用I16工字钢,间距60cm,钢架间加连接钢筋。
(2)基础注浆加固
用钻机钻孔就位,小导管采用梅花形布置,横纵间距均为1米,将提前制作好的小导管打入孔内,并清理钢管内的杂物和水,注浆时全孔一次性注入,根据实际情况可采用群管注浆。浆液采用水灰比为1:1的水泥浆液,罐车运输至溶洞外。在注浆加固完成后,已回填表面用C25混凝土硬化15cm作为安全支撑基础。
(3)增设危岩安全支撑
溶洞顶部有一塊危石存在较大安全隐患,采用5.5m长16b工字钢进行支撑加固。在钢筋加工厂加工相应长度工字钢,工字钢两端焊接钢板。中心点支撑固定后逐一向两端以间距1m支设支撑。工字钢之间采用钢筋剪刀撑焊接,使其成为稳固整体。
(4)混凝土护墙浇筑
混凝土护墙高距溶洞顶部2m处。护墙采用C25混凝土浇筑,厚度150cm,在浇筑混凝土之前,先打入小导管注浆,并露出1米与护墙一起浇筑。在浇筑过程中测量要严格控制护墙位置,防止护墙侵入隧道初支范围内。
(5)墙后片石回填
护墙后溶腔采用片石回填,并灌注砂浆自流。片石分层回填,每层厚度150cm,每层回填后,用输送泵泵送M10水泥砂浆加固,直至护墙高度。
(6)溶洞顶泵送混凝土
待护墙后片石灌浆稳定后,用输送泵沿预埋管道往溶洞内泵送C25混凝土直至隧道拱顶处1米以上作为护拱,加固溶洞。
(7)隧道围岩施工
将溶洞段前后15m三级围岩支护调整为Ⅳ级浅埋支护,加强支护强度。掌子面开挖掘进时按照Ⅳ级浅埋支护形式进行施工。
3、隧道溶洞处理施工质量控制
3.1 隧道溶洞处理质量控制要点
4、工程实例
平赞高速项目6标段南王庄1号隧道右线在施工过程中于K25+481处发现一大型溶洞,位于上台阶左侧。该处隧道埋深为78m,溶洞长12m,最宽处10m。溶洞上方围岩破碎,裂痕较多,溶洞内干燥,无积水。溶洞内部上方有两个深度较大孔洞,溶洞内壁岩石强度较大,局部岩石裂隙较大,有掉落隐患。本次溶洞处理严格按照工艺施工步骤和设计及规范要求,期间做好施工记录。
5、结束语
处理之后的溶洞外部支护与隧道支护整体融合较好,且溶洞内部填充密实,解决了由于溶洞的不稳定对隧道的安全性造成威胁,溶洞段隧道围岩支护等级加强,使隧道的可靠性、安全性更有保障,由本项目的实际处理过程可知,工艺可以很好的处理溶洞等地下洞穴,能够指导之后的施工。
参考文献:
[1]赵东升.高速公路岩溶地区长大隧道溶洞处理技术[J].价值工程,2015,34(09):155-162.
[2]刘周礼,李磊,宁德好.岩溶隧道溶洞处理施工技术[J].中国港湾建设,2014(05):67-70.
[3]蒋进波.高速公路岩溶隧道溶洞处理施工技术[J].隧道建设,2012,32(S1):122-125.
(作者单位:中建六局轨道交通公司平赞高速项目经理部六分部)
关键词:山岭隧道;溶洞处理;质量控制
1、工程概况
1.1工程背景
平赞高速项目6标段主线起讫里程桩号为K23+305~K31+613,线路总长8.308km,位于太行山余脉东麓井陉县境内。南王庄1号隧道为分离式隧道,隧道净空为12.25×5m。南王庄1号隧道隧址区属构造剥蚀低山丘陵地貌,起伏较大。地势总体由北东向南西降低,隧道通过区最高点位于K25+460,高程为458.87m,该处隧道埋深为80.80m。
1.2隧道溶洞处理施工特点
(1)所用的施工机具及材料比较常见且容易采购,而且施工工艺较简单质量可控。
(2)节省工期,溶洞对掌子面进尺造成了一定的影响工法通过合理的施工组织,不影响正常掘进的情况下处理溶洞。
(3)采用合理的方法,处理溶洞过程中不需要停止掌子面正常掘进。
2、隧道溶洞处理施工技术
2.1 隧道溶洞处理工艺原理
(1)溶洞段隧道围岩强化支护
在溶洞段前小里程方向15m范围内增设环向钢架支撑,采用I16工字钢,间距60cm,钢架间加连接钢筋。钢架与壁面间用混凝土喷填密实。以此来增加对溶洞上部围岩进行加固。
(2)溶洞内填充加固处理
先做危石安全支撑,然后施做150cm后C25混凝土护墙。防止护墙侵入隧道初支范围内。混凝土护墙达到设计强度要求后,开始进行墙后片石回填施工,并灌注砂浆自流。待片石灌浆稳定后,往溶洞内泵送C25混凝土直至隧道拱顶处1米以上作为护拱,加固溶洞。
2.2 隧道溶洞处理施工前期准备
2.2.1 施工人员、机械、材料配置
根据施工需要,设施工负责人1名,下设3个工班,临时作业队、拌合站、机械班,并设安全员一人,负责洞内外安全工作。并项目设置管理人员8人,保证施工的平稳进行。
2.3 隧道溶洞处理施工工艺
2.3.1 施工工艺流程
溶洞处理采用溶洞内填充加固处理+临时环向钢架支撑+基础注浆加固+危岩安全支撑+混凝土护墙+墙后片石回填+溶洞顶泵送混凝土相结合的施工技术。
2.3.2 施工方法
(1)增设临时环向钢架支撑
由于溶洞段围岩裂痕多,破碎严重,容易发生坍塌,故在溶洞段前小里程方向15m范围内增设环向钢架支撑,采用I16工字钢,间距60cm,钢架间加连接钢筋。
(2)基础注浆加固
用钻机钻孔就位,小导管采用梅花形布置,横纵间距均为1米,将提前制作好的小导管打入孔内,并清理钢管内的杂物和水,注浆时全孔一次性注入,根据实际情况可采用群管注浆。浆液采用水灰比为1:1的水泥浆液,罐车运输至溶洞外。在注浆加固完成后,已回填表面用C25混凝土硬化15cm作为安全支撑基础。
(3)增设危岩安全支撑
溶洞顶部有一塊危石存在较大安全隐患,采用5.5m长16b工字钢进行支撑加固。在钢筋加工厂加工相应长度工字钢,工字钢两端焊接钢板。中心点支撑固定后逐一向两端以间距1m支设支撑。工字钢之间采用钢筋剪刀撑焊接,使其成为稳固整体。
(4)混凝土护墙浇筑
混凝土护墙高距溶洞顶部2m处。护墙采用C25混凝土浇筑,厚度150cm,在浇筑混凝土之前,先打入小导管注浆,并露出1米与护墙一起浇筑。在浇筑过程中测量要严格控制护墙位置,防止护墙侵入隧道初支范围内。
(5)墙后片石回填
护墙后溶腔采用片石回填,并灌注砂浆自流。片石分层回填,每层厚度150cm,每层回填后,用输送泵泵送M10水泥砂浆加固,直至护墙高度。
(6)溶洞顶泵送混凝土
待护墙后片石灌浆稳定后,用输送泵沿预埋管道往溶洞内泵送C25混凝土直至隧道拱顶处1米以上作为护拱,加固溶洞。
(7)隧道围岩施工
将溶洞段前后15m三级围岩支护调整为Ⅳ级浅埋支护,加强支护强度。掌子面开挖掘进时按照Ⅳ级浅埋支护形式进行施工。
3、隧道溶洞处理施工质量控制
3.1 隧道溶洞处理质量控制要点
4、工程实例
平赞高速项目6标段南王庄1号隧道右线在施工过程中于K25+481处发现一大型溶洞,位于上台阶左侧。该处隧道埋深为78m,溶洞长12m,最宽处10m。溶洞上方围岩破碎,裂痕较多,溶洞内干燥,无积水。溶洞内部上方有两个深度较大孔洞,溶洞内壁岩石强度较大,局部岩石裂隙较大,有掉落隐患。本次溶洞处理严格按照工艺施工步骤和设计及规范要求,期间做好施工记录。
5、结束语
处理之后的溶洞外部支护与隧道支护整体融合较好,且溶洞内部填充密实,解决了由于溶洞的不稳定对隧道的安全性造成威胁,溶洞段隧道围岩支护等级加强,使隧道的可靠性、安全性更有保障,由本项目的实际处理过程可知,工艺可以很好的处理溶洞等地下洞穴,能够指导之后的施工。
参考文献:
[1]赵东升.高速公路岩溶地区长大隧道溶洞处理技术[J].价值工程,2015,34(09):155-162.
[2]刘周礼,李磊,宁德好.岩溶隧道溶洞处理施工技术[J].中国港湾建设,2014(05):67-70.
[3]蒋进波.高速公路岩溶隧道溶洞处理施工技术[J].隧道建设,2012,32(S1):122-125.
(作者单位:中建六局轨道交通公司平赞高速项目经理部六分部)