田宏月

摘要：隨著我國山區(qū)高等級公路的發(fā)展和建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，山區(qū)公路隧道的建設(shè)也日益增多。隧道在修建過程中的爆破開挖或不良地質(zhì)引發(fā)的次生災(zāi)害會對其相鄰構(gòu)建筑物產(chǎn)生一定的影響。本文通過對貴州省盤興高速公路中營盤隧道洞頂公路路面開裂情況的具體分析，通過地質(zhì)雷達(dá)初步探測溶洞位置及規(guī)模，地表注漿結(jié)合洞內(nèi)管棚確保順利通過路面開裂段，為類似工程事故的處理提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：公路隧道；地質(zhì)雷達(dá)；超前地質(zhì)預(yù)報

0.引言

貴州省盤縣至興義高速公路項目主線起于六盤水市盤縣的海鋪，與滬昆國家高速公路和六盤水至盤縣高速公路相接，終點接已建成的汕昆國家高速公路黔西南州興義東互通。盤興高速公路主線全長88.943公里，設(shè)計時速80km/h，全線共設(shè)置上下行分離式隧道（含小凈距）13座，全長15849m（雙幅平均長）。本項目營盤隧道在開挖過程中由于溶洞填充物塌落引起地表路面下沉及開裂，本文依托貴州省盤興高速公路營盤隧道洞頂路面開裂事故的實際處理方法和經(jīng)驗，總結(jié)一種切實可行的處理方案。

1.工程概況

營盤隧道從山體下部穿越山體，隧道穿越山體地屬高原中山區(qū)。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料、野外地質(zhì)調(diào)查并結(jié)合鉆探、物探成果，隧址區(qū)地層為從上至下為：第四系全新統(tǒng)殘坡積層（Q4el+dl）、第四系全新統(tǒng)坡洪積層（Q4dl+p1）、二疊系下統(tǒng)茅口組（P1m）及二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖（P2B）。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，隧址區(qū)構(gòu)造部位位于普安山字形構(gòu)造區(qū)，主要構(gòu)造線呈北東向展布，由一系列褶皺和斷裂組成，控制了測區(qū)河流峽谷的主要走向及巖溶發(fā)育基本特征。隧址區(qū)主要不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶。

2.開裂情況

盤興高速公路營盤隧道左幅自出口向進(jìn)口掘進(jìn)，掘進(jìn)至Z4K27+730里程時，隧道掌子面上方左側(cè)出現(xiàn)一直徑約3米的溶洞，在施工過程中，溶洞填充物自溶槽內(nèi)涌出，掌子面上方公路外側(cè)半幅發(fā)生沉降，并拉裂公路路面。

（1）隧道洞內(nèi)情況

營盤隧道左洞自出口向進(jìn)口掘進(jìn)至Z4K27+730里程，掌子面左側(cè)上方出現(xiàn)溶洞，溶腔內(nèi)填充黏土及碎石，含水量較大，并有大量填充物自溶腔內(nèi)涌出，現(xiàn)場第一時間對溶洞情況進(jìn)行處理，方案如下：①采用C20混凝土對溶腔進(jìn)行封堵，并預(yù)留注漿管向溶腔內(nèi)注漿，固結(jié)溶洞松散土石：②對溶腔所在左半側(cè)采用超前雙層小導(dǎo)管對掌子面前方巖體進(jìn)行加固，形成穩(wěn)定保護(hù)殼后方可進(jìn)行隧道的開挖掘進(jìn)，確保安全。

（2）路面情況

Z4K27+730里程掌子面正上方地表位于省道填方邊坡下方，埋深約40米，大體位置如圖5。省道公路在開挖掌子面后方，埋深約70米。公路填方邊坡坡度較陡，坡度約60。。省道路面山體外側(cè)半幅發(fā)生明顯沉降，拉裂路面，裂縫寬度最大處約為6cm，見圖4。

3.開裂原因分析

路面開裂事故發(fā)生的原因主要有以下兩方面：

（1）地質(zhì)情況較為復(fù)雜，隧道掌子面洞頂埋深較淺，圍巖為灰?guī)r、玄武巖交界處，該處巖溶發(fā)育，隧道開挖后由于爆破施工擾動導(dǎo)致溶洞填充物涌出，在路面以下形成空腔，空腔塌落最終導(dǎo)致路面下沉，產(chǎn)生裂縫：

（2）事故發(fā)生于隧道埋深較淺的段落，利于地表水的下滲，該處溶洞受雨水的溶蝕作用，填充物松散且含水量較高，填充物一旦向外涌出必然導(dǎo)致大規(guī)?？涨坏男纬桑鸬乇硐鲁?。

4.處理方案

（一）地表處理

在洞內(nèi)工作施做之前，對原有公路進(jìn)行交通管制，只允許小型車輛靠山側(cè)半幅通車。同時，對沉降半幅及路基邊坡進(jìn)行小導(dǎo)管注漿加固，小導(dǎo)管長度6m，間距1m，梅花形布置。

（二）溶洞探測及注漿

采用地質(zhì)雷達(dá)探測手段初步探測溶洞規(guī)模及位置，并利用鉆探手段進(jìn)行核實，根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測結(jié)果確定鉆孑L位置，鉆孔核實確定存在溶洞或溶蝕區(qū)域后，通過鉆孔向溶洞和溶蝕區(qū)內(nèi)灌注C10混凝土，直至灌滿鉆孔為止。

（三）洞內(nèi)處理

待隧道頂路面地表注漿及溶洞注漿結(jié)束，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示沉降穩(wěn)定后方可恢復(fù)洞內(nèi)施工，洞內(nèi)溶洞處理分為三個步驟：

（1）超前支護(hù)采用φ76中管棚進(jìn)行注漿加固，管棚長度15m，環(huán)向間距40cm，洞頂120°范圍內(nèi)布設(shè)。并于隧道輪廓線外做1m厚C20混凝土護(hù)拱，護(hù)拱上方存在空腔則采用吹砂作為緩沖層，吹砂厚度2m。超前支護(hù)確保后續(xù)施工安全后進(jìn)行隧道的開挖支護(hù)。

（2）加強(qiáng)隧道襯砌支護(hù)參數(shù)，溶洞開始里程后續(xù)20m采用最強(qiáng)襯砌支護(hù)參數(shù)Vb，并將120工字鋼架間距加密至50em/榀。

（3）為確保開挖安全，后續(xù)圍巖開挖工序采用上下臺階預(yù)留核心土法，并加強(qiáng)洞頂路面沉降監(jiān)測及洞內(nèi)監(jiān)控量測，監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常立即停止施工，采取措施，防止事故再次發(fā)生。

5.處理結(jié)果

地表注漿結(jié)束后10天內(nèi)對隧道洞頂路面進(jìn)行沉降監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示監(jiān)測點沉降穩(wěn)定后即開始隧道洞內(nèi)的后續(xù)施工。

通過上述處理方案對溶洞沉降段進(jìn)行處理，并對后續(xù)施做的斷面初期支護(hù)進(jìn)行監(jiān)測，從監(jiān)控量測數(shù)據(jù)中可以直觀的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)由本方案對該事故段處理后，拱頂沉降及周邊收斂值均在正常范圍以內(nèi)，說明該方案是合理的。

6.結(jié)語

（1）隧道施工可能對其臨近構(gòu)建筑物產(chǎn)生不利影響，甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)對發(fā)生事故的原因進(jìn)行深入分析了解，從而制定合適的處理方案。

（2）在隧道內(nèi)恢復(fù)施工前必須保證路面情況穩(wěn)定后方可進(jìn)行，地表小導(dǎo)管注漿結(jié)合溶洞鉆探注漿加固是行之有效的方法。

（3）本處理方案已在該隧道頂路面開裂處理中得到了很好的應(yīng)用，從現(xiàn)場施工情況來看，施工過程中洞頂路面基本穩(wěn)定，未發(fā)生大的沉降，隧道洞內(nèi)初期支護(hù)施做后拱頂沉降及水平收斂均滿足施工安全監(jiān)控量測要求，該施工方案具有較高的技術(shù)水平和參考價值。