鄧福清

(中鐵十八局集團(tuán)有限公司,天津 300222)

1 工程概況

宜萬(wàn)鐵路第六標(biāo)段,位于宜昌市點(diǎn)軍區(qū)和長(zhǎng)陽(yáng)縣境內(nèi),起迄里程分別為DK39+114和DK48+840,線路全長(zhǎng)9.726 km。

本標(biāo)段控制性工程為白云山隧道,全長(zhǎng)6 827 m。進(jìn)口段887 m為車站隧道,由四線雙連拱段、大跨雙線段組成,另有366 m燕尾段隧道；出口段5574 m為單線隧道。隧道設(shè)計(jì)為單面上坡,進(jìn)口段2500 m坡度為5.9‰,出口段4327 m坡度為15.3‰。隧道最大埋深600 m,平均埋深為300～400 m。

630溶洞揭示在白云山隧道進(jìn)口端,縱向發(fā)育里程為DK42+630～DK42+651,隧道剛好穿越溶洞空腔。溶洞形態(tài)近似柱形,直徑約20～26 m,沿線路長(zhǎng)約20 m,高約40 m。根據(jù)補(bǔ)鉆揭示,溶洞底部充填堆積物厚約33 m,堆積物為黏土夾碎石,溶洞洞壁巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r,巖層平緩,薄—中厚層狀,弱風(fēng)化,巖層產(chǎn)狀140 ～170°∠15°～35°。節(jié)理較發(fā)育,主要存在2組,節(jié)理走向100°：3 ～8條/m,節(jié)理長(zhǎng) 3 ～5 m,微張；走向 215°：1 ～5 條/m,節(jié)理長(zhǎng) 0.5 ～3 m,密閉。在DK42+636右側(cè)3.5 m處有一小溶腔口,有水流出,右邊墻腳至溶腔口高約8 m,出水口沿線路寬約2.1 m,高約0.5 m。該處溶腔觀測(cè)水量資料顯示,最大涌水量約147.9 m3/h,隨降雨量的變化而變化。在溶洞底部未見明顯的集中排泄管道,右側(cè)水流呈瀑布簾狀流下,呈漫流在溶洞底部通過溶洞充填物滲透排走。

溶洞形態(tài)如圖1所示。

2 臨時(shí)通過方案

溶洞揭示后,由于開挖工期緊,任務(wù)重,且溶洞下部情況不明,沒有補(bǔ)勘條件。結(jié)合眾多因素,采用了臨時(shí)通過方案,即先采用洞渣將溶洞下部填實(shí),在大里程洞壁上另行開口進(jìn)洞,洞口周邊采取必要的超前支護(hù)措施(超前小導(dǎo)管加鋼拱架支撐)。進(jìn)洞初期洞渣全部棄于溶洞底部及兩側(cè),即滿足了不影響施工進(jìn)度的要求,同時(shí)也為下一步對(duì)溶洞底部補(bǔ)勘提供了鉆探平臺(tái)。以后的施工過程中證明,此方案是可行的,也是有效的,達(dá)到了預(yù)期的目的。

3 設(shè)計(jì)方案的確定

3.1 補(bǔ)勘過程

開挖通過50 m以后,以不影響后方補(bǔ)勘為準(zhǔn),設(shè)計(jì)單位對(duì)630溶洞底部進(jìn)行補(bǔ)勘施工。此次為初勘,即大體了解底部的溶洞發(fā)育情況,補(bǔ)勘采用地質(zhì)鉆機(jī),每孔全程取芯,孔位布置為中線3孔,孔距3 m,左右各3孔,共計(jì)9孔。隧底補(bǔ)勘后揭示地質(zhì)情況如圖2所示。

圖1 溶洞狀態(tài)示意

圖2 溶腔線路中心縱斷面

3.2 設(shè)計(jì)方案確定

根據(jù)補(bǔ)勘結(jié)果,提出兩種設(shè)計(jì)方案：第一種采用樁基承臺(tái)方案通過,第二種是采用底板注漿加固通過方案。每種方案都有優(yōu)缺點(diǎn),注漿方案方便、快捷,對(duì)工期有利,但根據(jù)溶洞發(fā)育圖,注漿效果很難控制,很難達(dá)到預(yù)期的效果。樁基承臺(tái)方案,施工難度較大,但是方案可行性更高,對(duì)后期運(yùn)營(yíng)有利。綜合考慮各類因素,同時(shí)考慮到后期頂部采用雙塊式無(wú)砟軌道整體道床對(duì)沉降的特殊要求,最終采用了樁基承臺(tái)方案。

3.3 詳勘過程

根據(jù)樁基承臺(tái)設(shè)計(jì)方案,底板采用了18根樁基加承臺(tái)設(shè)計(jì),重新對(duì)底板溶洞各樁位進(jìn)行詳細(xì)勘探,由此確定每根樁的長(zhǎng)度及樁徑,并最終確定樁基施工方案。

4 施工過程

4.1 施工程序

根據(jù)630溶洞設(shè)計(jì)方案及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,對(duì)其施工的總體程序如圖3所示。

圖3 溶洞總體施工程序

4.2 樁基施工

首先從安全考慮,采用鉆孔法施工,但在施工過程中,當(dāng)鉆孔到達(dá)串珠形溶洞位置時(shí),多次發(fā)生漏漿現(xiàn)象。由此推斷,溶洞多為聯(lián)通結(jié)構(gòu),如果采用鉆孔施工,成樁難度大,塌孔較為嚴(yán)重。綜合眾多因素,決定改為挖孔樁施工。

挖孔樁施工工藝流程見圖4所示。

圖4 挖孔樁施工工藝流程

樁內(nèi)充填物采用人工開挖,開挖順序?yàn)橄戎虚g后四周,全斷面均勻開挖,避免出現(xiàn)不均勻開挖。每次開挖0.5 m進(jìn)行一次護(hù)壁,四周渣體在護(hù)壁施工前開挖,棄渣利用提升架提升堆放于線路左側(cè)場(chǎng)地內(nèi),最后利用汽車運(yùn)輸?shù)蕉赐?。開挖時(shí)樁頂設(shè)安全防護(hù)設(shè)施,防止樁頂落物傷及施工人員。底層渣體開挖時(shí)斷面不超過上一斷面的尺寸。施工中根據(jù)不同的地質(zhì)情況可適當(dāng)加深每次開挖深度,但最深每次開挖不超過1 m。

4.3 其他工序施工

承臺(tái)施工：采用挖掘機(jī)進(jìn)行充填物開挖,石質(zhì)部分采用爆破開挖,運(yùn)輸車直接運(yùn)至洞外。接近樁頭位置采用人工配合機(jī)械開挖。人工鑿除樁頂混凝土,清理鋼筋,進(jìn)行承臺(tái)鋼筋綁扎,最后進(jìn)行混凝土澆筑施工。

承臺(tái)施工完成后,進(jìn)行底板鋼筋混凝土施工,在承臺(tái)頂部直接綁扎鋼筋,立側(cè)模板,同時(shí)預(yù)留邊、拱襯砌的結(jié)構(gòu)鋼筋,之后進(jìn)行混凝土施工。

邊、拱襯砌施工采用大模板臺(tái)車。臺(tái)車就位后,進(jìn)行結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎,之后進(jìn)行外模施工。最后進(jìn)行混凝土泵送施工。

襯砌施工完成后,進(jìn)行洞頂?shù)闹ёo(hù)施工,先進(jìn)行腳手架搭設(shè),進(jìn)行錨桿及掛網(wǎng)施工,最后再進(jìn)行噴射混凝土施工。

5 結(jié)束語(yǔ)

在隧道施工中,特別是灰?guī)r地區(qū),巖溶發(fā)育。施工中揭示溶洞情況極為普遍,處理方法也不盡相同。隨著施工技術(shù)的發(fā)展和鉆探技術(shù)的提高,施工方案也在不斷的優(yōu)化。630溶洞的設(shè)計(jì)及施工過程具有一定的代表性,對(duì)類似工程情況設(shè)計(jì)及施工都有一定的借鑒意義。

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