周晉

（中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司，濟(jì)南250000）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，西南地區(qū)鐵路網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，隧道成為山區(qū)鐵路必不可少的選擇。在巖溶隧道施工中采取何種方案安全、快速地處理溶洞，提高巖溶隧道施工技術(shù)水平，成為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了在新建黔張常鐵路施工過程中各種溶洞的處理方案。

2 工程概況

新建黔江至張家界至常德鐵路位于湘西北、鄂西南和渝東南交界地帶，線路自渝懷鐵路黔江站引出東行，通過區(qū)地形起伏較大，山勢陡峻，呈峽谷地貌景觀。隧道總長8.65km，均為I級(jí)鐵路雙線隧道。隧址區(qū)各種巖溶形態(tài)發(fā)育不規(guī)律，施工中遇到溶洞、溶腔（槽）等風(fēng)險(xiǎn)較大。

3 溶洞處理措施

隧道施工過程中揭示多處溶洞，均無長流水，根據(jù)溶洞形態(tài)、與隧道結(jié)構(gòu)相對(duì)位置采取了以下不同方案處理，取得良好的效果[1]。

3.1 拱頂、側(cè)壁無充填溶洞處理

DIK55+860掌子面從左到右揭示有2處溶洞，掌子面左側(cè)拱腰揭示溶腔縱向長約5m、結(jié)構(gòu)外寬約6m，拱頂以上高約2m，洞頂有線狀滴水；右側(cè)拱腰揭示的溶腔寬約2～7m、拱頂以上高約3m，延伸至結(jié)構(gòu)外7m，向下深約20m，局部滴水。針對(duì)該處溶洞采取以下處理措施：

1）對(duì)掌子面左側(cè)溶腔采取C20（混凝土強(qiáng)度等級(jí)）混凝土分層回填，巖溶洞洞壁設(shè)置1根φ200mm打孔波紋管，波紋管采用土工布包裹，管口接入隧道側(cè)溝。

2）右側(cè)溶洞基底采用C20混凝土回填密實(shí)，回填至內(nèi)軌頂以下1m；內(nèi)軌頂以下1m以上位置，在隧道輪廓線以外3m做混凝土擋墻，擋墻頂高于拱頂2m；沿洞壁設(shè)置3根φ200mm打孔波紋管，波紋管采用土工布包裹，管口接入隧道側(cè)溝，如圖1所示。

3.2 貫通地表與基底無充填溶洞處理

DIK55+125上臺(tái)階掌子面左右側(cè)各揭示一豎向發(fā)育溶洞，如圖2所示，該溶洞從DK55+128開始發(fā)育，沿洞身往小里程延伸至DK55+ll0段繼續(xù)發(fā)育，呈底部相連通的2個(gè)豎向發(fā)育的近橢圓狀溶洞，均無充填，局部洞壁及洞頂有滴水。其中右側(cè)溶洞自拱頂開始豎向發(fā)育，橫向?qū)捈s11m，已出線路右側(cè)邊墻結(jié)構(gòu)范圍2m，豎向深度大于30m；左側(cè)溶洞自地表豎向發(fā)育，與地表落水洞相連通，橫向?qū)捈s6m，隧底以下發(fā)育深度大于30m。經(jīng)地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該掌子面里程附近地表豎向發(fā)育3個(gè)近圓狀落水洞，直徑為1～25m，經(jīng)測距儀測量最深為86m，其中有1處落水洞直接與隧道洞身右側(cè)溶洞相連。針對(duì)該處溶洞采取以下處理措施：

圖1 回填處理示意圖

1）基底以下5m范圍內(nèi)溶洞采用C20片石混凝土回填，其余采用洞砟回填。

2）拱頂以上溶腔設(shè)2m厚C20混凝土護(hù)拱并在護(hù)拱以上設(shè)置3m的廢舊輪胎緩沖層；沿溶洞豎向布置2根φ400mm打孔波紋管作為排水通道，管口及管身包裹土工布，波紋管一端高于緩沖層頂面50cm，另一端引入溶洞底。

3）溶洞地表落水洞口邊界以外1m沿洞口施做一圈I25鋼圍檁，并在其上沿橫向（短邊方向）設(shè)置I25型鋼橫梁間距50cm，縱向采用φ22mm連接鋼筋連接，間距100cm，型鋼及連接鋼筋表面涂兩層防銹漆，在型鋼上敷設(shè)一層φ16mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距25cm×25cm。吊裝底模板現(xiàn)澆30cm厚C25混凝土板。

4）DIK55+110～DIK55+132段基底上部采用梁+板跨通過，DIK55+120掌子面處120°增設(shè)φ89mm×12m中管棚，如圖3所示。

5）DIK55+120～DIK55+110段上、中臺(tái)階拱腳連接處沿縱向增設(shè)兩根I20工字鋼縱粱，上、中臺(tái)階拱腳處增設(shè)兩根φ89mm鎖腳錨管，深入基巖不小于4m。

3.3 基底裂隙型巖溶處理

DIK51+416～DIK51+467段上、下臺(tái)階開挖過程中揭示多處大小不一的封閉型半/無充填型小型溶腔，底部均以溶隙形態(tài)繼續(xù)向下延伸。根據(jù)探孔結(jié)果，DIK51+416～DIK51+467段基底當(dāng)前開挖面（高程：796.76m）以下約14.3m范圍內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖溶發(fā)育，其中 2.7～14.3m（高程：794.06～782.46m）范圍內(nèi)巖溶形態(tài)多為大型溶隙，局部為溶腔，規(guī)模一般為0.2～1.0m，揭示最大規(guī)模為3.3m，以無充填為主，局部為黏性土半充填，且局部灰?guī)r巖溶化極嚴(yán)重，鉆進(jìn)過程有卡鉆現(xiàn)象，14.3m（高程：782.46m）以下巖體較完整，巖溶弱發(fā)育[2]。針對(duì)該處基底裂隙型巖溶采取以下處理措施：

1）DIK51+416～DIK51+467段采用φ89mm鋼花管注M10（砂漿強(qiáng)度等級(jí)）水泥砂漿，復(fù)注水泥漿，鋼花管間距2.25m，梅花形布置，鋼花管深入溶隙底以下1m。鋼花管管壁預(yù)留φ10mm注漿孔，間距1.5m梅花形布置。

2）注漿采用“先周邊、后中間”原則，防止漏漿。鉆孔過程中遇到較大溶腔，先用M10水泥砂漿回填密實(shí)，后注水泥漿。

3）注漿終壓2.0MPa，注漿達(dá)終壓后穩(wěn)壓10min，且注漿速度不大于10L/min，方可結(jié)束注漿。

圖2 現(xiàn)場溶洞形態(tài)

圖3 梁板跨越處理示意圖

3.4 巖溶隧道施工注意事項(xiàng)

巖溶隧道施工注意事項(xiàng)包括：（1）巖溶隧道施工應(yīng)將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入工序管理，地質(zhì)雷達(dá)、TSP等物探技術(shù)結(jié)合超前水平鉆、加深炮孔等盡可能準(zhǔn)確探出溶洞發(fā)育形態(tài)、大小、位置、是否有水，根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果決定是否揭示，做到“不探明、不開挖”。（2）加強(qiáng)洞內(nèi)監(jiān)控量測，對(duì)洞內(nèi)圍巖拱頂沉降、水平收斂、初支變形及溶腔穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)防施工處理過程中安全事故的發(fā)生。（3）溶腔處理過程中必須對(duì)原有過水通道進(jìn)行保留，不得堵塞。

4 結(jié)語

通過以上所述類似處理措施，施工過程中所揭示溶洞均得以安全、快速處理，未產(chǎn)生質(zhì)量缺陷問題。巖溶發(fā)育千變?nèi)f化且具有不可預(yù)知性，本文所述僅為部分巖溶存在形式，針對(duì)不同的巖溶問題，需要在施工中進(jìn)行更多的總結(jié)提高。