王小兵

(甘肅萬(wàn)泰建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730000)

溶洞地貌在我國(guó)范圍內(nèi)分布廣泛，是我國(guó)高速公路隧道工程施工的重要地貌類(lèi)型，溶洞地貌的地形特點(diǎn)會(huì)影響隧道工程的交通安全。因此，在高速公路工程施工過(guò)程中如何開(kāi)展高速公路溶洞段施工技術(shù)的應(yīng)用和施工質(zhì)量監(jiān)督控制成為促進(jìn)高速公路建設(shè)、提高高速公路施工質(zhì)量的重要關(guān)鍵。為了能夠提升溶洞高速公路隧道施工成效，需要在施工的過(guò)程中仔細(xì)檢查溶洞段的熔巖分布范圍、熔巖類(lèi)型、巖層穩(wěn)定性，嚴(yán)格按照規(guī)范的施工標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范來(lái)開(kāi)展施工，制定出科學(xué)合理的施工方案，使得溶洞段施工能夠滿足高速公路隧道建設(shè)要求。

1 高速公路隧道穿越溶洞段處治的重要性

由于溶洞內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境具有一定的復(fù)雜性和特殊性，所以要想嚴(yán)格按照相關(guān)施工要求展開(kāi)施工作業(yè)，就必須要對(duì)溶洞進(jìn)行針對(duì)性的處理[1]。目前，針對(duì)溶洞段處理，主要包含三種方法。第一，對(duì)洞壁進(jìn)行修正；第二，對(duì)洞頂進(jìn)行加固；第三，對(duì)洞底基底進(jìn)行改良，并輔助以相應(yīng)的防護(hù)措施。這三種處理方法不僅可以使高速公路隧道順利的穿越溶洞段，為隧道施工人員的生命安全提供保障，還可以降低溶洞環(huán)境對(duì)高速公路隧道施工的不利影響，優(yōu)化溶洞內(nèi)的施工環(huán)境，避免后續(xù)自然災(zāi)害對(duì)高速公路隧道施工的侵害。

2 高速公路隧道穿越溶洞段的處治難點(diǎn)

在高速公路施工過(guò)程中，針對(duì)隧道穿越溶洞段的處治，面臨的最大難點(diǎn)就是施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和水文條件過(guò)于復(fù)雜，施工參數(shù)無(wú)法確定，施工安全隱患較多。所以，在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工人員必須要提前對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境情況有一個(gè)全方位的了解，對(duì)溶洞段的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察，在充分了解溶洞規(guī)模、溶洞段水文特征以及隧道穩(wěn)定情況的基礎(chǔ)上，制定出一套科學(xué)合理的隧道穿越溶洞施工方案，然后嚴(yán)格按照這一施工方案展開(kāi)施工作業(yè)。另外，在不斷推進(jìn)施工進(jìn)度的過(guò)程中，溶洞段的施工環(huán)境并不是一成不變的，有的溶洞大小會(huì)發(fā)生改變，有的溶洞分布集中程度不同，有的溶洞壁含水率差異非常大。溶洞地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，也會(huì)加大高速公路隧道穿越溶洞段施工的難度與風(fēng)險(xiǎn)。所以，施工人員在施工過(guò)程中，必須要對(duì)溶洞的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量與監(jiān)控。具體測(cè)量與監(jiān)控內(nèi)容如表1所示。

表1 高速公路隧道穿越溶洞需要檢測(cè)的內(nèi)容

在高速公路施工過(guò)程，針對(duì)隧道穿越溶洞的處治，還需要借助先進(jìn)的測(cè)量手段和測(cè)量工具對(duì)溶洞內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行分析與研究。所以，施工人員必須要具備豐富的隧道穿越溶洞段施工經(jīng)驗(yàn)，并掌握高超的隧道穿越溶洞段的施工技術(shù)。與此同時(shí)，還要借助相應(yīng)的處治技術(shù)手段，改善高速公路隧道穿越溶洞的施工環(huán)境，為施工進(jìn)度的順利推進(jìn)、施工質(zhì)量的強(qiáng)化提供保證。

3 高速公路隧道穿越溶洞段處治技術(shù)的應(yīng)用

3.1 針對(duì)溶洞段基底的處理

針對(duì)溶洞段基底的處理，需要注意以下三個(gè)方面。首先，做好溶洞段基底地質(zhì)條件和水文條件的探測(cè)，明確是否存在隱性溶洞[2]。之后，再以此為基礎(chǔ)確定出最適宜的一套施工方案；其次，回填技術(shù)是溶洞段基底處理的最佳技術(shù)，在支撐結(jié)構(gòu)模型方面，如果需要使用到樁基礎(chǔ)承臺(tái)，為了降低場(chǎng)地空間條件的限制，需要做好相對(duì)模擬分析工作；最后，對(duì)地下水的流水通道進(jìn)行分析，然后結(jié)合相關(guān)人員的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)有的施工參數(shù)進(jìn)行完善，保證施工進(jìn)度的順利推進(jìn)。

3.2 針對(duì)溶洞段頂部和側(cè)壁的處理

針對(duì)溶洞段頂部和側(cè)壁的處理，需要注意以下三個(gè)方面。首先，對(duì)溶洞段頂部和側(cè)壁的危石予以重點(diǎn)關(guān)注，利用加錨的方式處理溶洞四壁，提升施工過(guò)程的穩(wěn)定性。如果溶洞較大，可以先采用機(jī)械手的方式進(jìn)行混凝土的噴射，然后再對(duì)溶洞四壁進(jìn)行加固。并根據(jù)加固后的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的提升溶洞穩(wěn)定性措施。需要注意的是，加固溶洞四壁的時(shí)候，可以合理的應(yīng)用藥卷錨桿來(lái)保證隧道工程的施工質(zhì)量；其次，針對(duì)溶洞段洞身的處理，需要重點(diǎn)關(guān)注溶洞的開(kāi)挖面，避免開(kāi)挖面過(guò)大，影響溶洞的穩(wěn)定性。如果出現(xiàn)洞身穩(wěn)定性降低的現(xiàn)象，一定要在第一時(shí)間采取針對(duì)性的解決措施，確保洞身得到有效的承壓防護(hù)；最后，在處理洞身的時(shí)候，可以通過(guò)內(nèi)承臺(tái)和混凝土結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)用來(lái)提高洞身的牢固性。在實(shí)際施工中，可以將內(nèi)承臺(tái)分成3段，厚度控制在2m左右。為了將內(nèi)承臺(tái)承擔(dān)荷載的作用充分發(fā)揮出來(lái)，需要在隧道的左側(cè)、外側(cè)以及內(nèi)側(cè)進(jìn)行內(nèi)承臺(tái)的設(shè)置，并利用泡沫板進(jìn)行隔離。

4 不同類(lèi)型溶洞的處治方式

針對(duì)未填充型溶洞或者部分填充型溶洞的處治，需要先將溶洞內(nèi)無(wú)用的堆積物進(jìn)行徹底的清除，將溶洞表面的浮土進(jìn)行有效的清理。在完成清潔工作之后，再正式開(kāi)始溶洞回填。需要注意的是，在回填的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)溶洞內(nèi)存在積水，也必須要將積水處理干凈。對(duì)于溶洞內(nèi)可能存在填充物的情況，為了保證施工人員的生命安全，在與可疑點(diǎn)相距10m的時(shí)候，需要進(jìn)行一次超前鉆孔探測(cè)，然后再正式開(kāi)始隧道開(kāi)挖。在隧道開(kāi)挖施工的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮三階段施工方法、弱爆破施工方法或者短進(jìn)尺施工方法等。當(dāng)挖掘至距離溶洞處距離較近的時(shí)候，上臺(tái)階掌子面就會(huì)出現(xiàn)大量的粉質(zhì)黏土，黏土中還摻雜著很多石塊。這時(shí)候要做好初期支護(hù)的強(qiáng)化處理。

針對(duì)高速公路隧道邊墻位置的溶洞的處治，需要先對(duì)隧道周?chē)牡刭|(zhì)條件和水質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察和分析，排除后續(xù)施工中出現(xiàn)較大過(guò)水的現(xiàn)象。一般情況下，堆砌片石是最佳的處理方式[3]。另外，針對(duì)這類(lèi)型溶洞的處治，需要在做好溶洞加固的同時(shí)，完成回填洞穴的施工，并將回填厚度控制在3m以上，6m以下。

針對(duì)隧道拱腰或拱頂出溶洞的處治，則需要先對(duì)隧道進(jìn)行加固。即通過(guò)錨噴混凝土的方式提升隧道四周溶洞洞壁的穩(wěn)定性。如果拱頂溶洞較大，無(wú)法進(jìn)行全部回填，則要在拱頂處回填砂礫等緩沖層，避免因?yàn)槿芏吹魤K而使隧道的整體性遭到破壞。如果四周溶洞較小，在對(duì)洞穴進(jìn)行密實(shí)回填的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先使用混凝土或者漿砌片等回填材料。這樣可以有效提升高速公路的隧道施工質(zhì)量。

如果在高速公路隧道施工初期階段沒(méi)有發(fā)現(xiàn)溶洞，但在施工一段時(shí)間后在隧道基底出發(fā)現(xiàn)了溶洞，那么在處治這類(lèi)型溶洞的時(shí)候，需要做好溶洞洞穴的回填處理，并將片石作為最主要的回填材料[4]。如果工作人員在使用專(zhuān)業(yè)工具進(jìn)行檢測(cè)之后，發(fā)現(xiàn)溶洞深度在6m以下，可以將C25混凝土作為洞穴回填的主要材料。如果溶洞深度在6m以上，則需要將施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣作為主要的回填材料[5]。這樣一來(lái)，不僅可以為后續(xù)的竣工驗(yàn)收打好基礎(chǔ)，還可以提升整個(gè)高速公路工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

5 高速公路隧道穿越溶洞段處治技術(shù)的應(yīng)用案例分析

文章所研究的高速公路隧道位于當(dāng)?shù)氐目h城內(nèi)部，左右的幅度分別為615m和608m，工程現(xiàn)場(chǎng)采取的是雙相四車(chē)道，隧道內(nèi)部的主洞內(nèi)輪廓高度為727.5m，寬度為1 100cm。根據(jù)勘查設(shè)計(jì)資料顯示發(fā)現(xiàn)，隧道區(qū)域?qū)儆诨鶐r破碎帶、裂隙帶和巖溶發(fā)育地區(qū)，山間溝壑發(fā)育成熟，存在溶洞和暗河的情況。為此，在隧道工程施工建設(shè)的過(guò)程中需要開(kāi)展超前預(yù)測(cè)分析，即使用RIS-K2型地質(zhì)雷達(dá)開(kāi)展檢測(cè)分析，每25m的間隔距離設(shè)置一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)的搭接長(zhǎng)度不能夠低于5m。在這個(gè)過(guò)程中為了能夠提升超前預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)性，需要在之前開(kāi)展超前探水孔的探測(cè)分析，每探孔段長(zhǎng)度為30m，開(kāi)挖深度為25m，搭接長(zhǎng)度為5m。

在整個(gè)隧道工程施工中出現(xiàn)了九個(gè)溶洞，文章選擇兩個(gè)進(jìn)行分析。在YK58+4456的位置上可能存在溶洞，溶洞內(nèi)部存在填充物。為了能夠保證施工人員安全，需要在每間隔2m增加一次超前鉆孔探測(cè)，按照三臺(tái)階、弱爆破、短進(jìn)尺方法開(kāi)展開(kāi)挖施工。隨著開(kāi)挖工作的深入進(jìn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)掌子面拱腰上拱頂?shù)奈恢蒙洗嬖谌芏?。在?zhuān)家調(diào)研之后對(duì)溶洞采取以下處理：使用C25型號(hào)混凝土開(kāi)展?jié)仓o(hù)拱處理，護(hù)拱的厚度為100cm，兩邊嵌入巖石內(nèi)50cm，并在間隔1m的時(shí)候設(shè)置砂漿錨桿。在護(hù)拱施工后確保強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，之后在溶腔內(nèi)部吹砂回填，回填厚度在100cm。在林口上隧道施工到指定溶洞位置上的時(shí)候容易出現(xiàn)錐形溶洞，溶洞的橫縱長(zhǎng)度分別為7.5m，4.1m。對(duì)待出現(xiàn)的溶洞施工人員組織調(diào)研制定施工方案。首先，對(duì)溶洞使用C15型號(hào)的片石混凝土回填操作，并在每間隔2m的位置上設(shè)置透水管，過(guò)濾溶洞周?chē)娜蹘r。同時(shí)，對(duì)溶洞實(shí)施強(qiáng)化支護(hù)，每間隔1.2m的位置上增加工字鋼。高速公路隧道穿越溶洞段施工如圖1所示。

圖1 高速公路隧道穿越溶洞段施工圖

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，熔巖地質(zhì)在我國(guó)的分布非常廣泛。如果在高速公路隧道施工過(guò)程中遇到溶洞段，只有對(duì)其進(jìn)行妥善的處治，并制定出針對(duì)性的施工方案，針對(duì)不同類(lèi)型的溶洞類(lèi)型，采取針對(duì)性的處治措施。才能夠在降低施工成本的基礎(chǔ)上，提升高速公路隧道工程的施工質(zhì)量，為高速公路隧道工程的施工質(zhì)量提供保證，為人們創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)安全、舒適的交通環(huán)境。