淺談公路隧道大型溶洞施工技術

吳 杰

(貴州路橋集團有限公司)

1 工程概況

平地園隧道為分離式特長隧道，右幅全長3 713 m，左幅全長3 707 m。隧道左右幅進口端均位于直線上，出口端分別位于半徑為4 700 m、3 500 m 圓曲線上，進口端測設線距離約為16.5 m，出口端測設線距離約為19 m。該隧道為上坡隧道，出口端為下坡，縱坡均為2.5%、1.98%、－2.5%。

由于進口端原始地形陡峭，便道及進洞施工困難，故于ZK68+000 處左側約235m 處開挖施工橫洞，通過橫洞連接主洞。隧道施工橫洞從左洞左側掘進施工，與隧道于ZK68+043.5(YK68+049)處相交，橫洞施工中，在位于右洞YK+049 相交處揭露一大型溶洞，該溶洞發育規模較大，洞底堆積層較厚。

其中，Y2 溶洞距隧道較遠，對隧道穩定及建設無影響。Y1 溶洞橫跨隧道主線，分部范圍為ZK67 +997－ZK68 +080(YK68 +037－YK68 +093)段，左右幅軸線均從溶洞下方穿過。溶洞沿軸線方向最大跨徑約19.3 m，橫向最大寬度約48.5 m，頂板最小厚度45.3 m，最大凈空24.9 m。根據巖溶發育演變規律，Y1 溶洞處于青春期階段，溶洞規模有逐步擴大的可能。

目前，隧道施工橫洞已連通隧道左洞，離貫穿右洞還差約2 m 左右，隧道ZK68 +007～ZK68 +120 段已施工，開挖揭示的圍巖情況較好。

2 施工方案

2.1 施工橫洞左右幅連接段封堵混凝土實施

采用混凝土標號:C20

(1)澆筑右幅連接施工橫洞封堵混凝土

①放樣定出距離右洞開挖面輪廓線外5.24 m 位置;

②利用支架支撐、鋼模板拼裝組合分開澆筑“1”段、“2”段混凝土;

③利用支架支撐、鋼模板拼裝組合分開澆筑“3”段混凝土，在“3”段混凝土面預埋間距80 cm 的Φ20 鋼筋，預留“4”段澆筑厚度在50～60 cm;

④澆筑完“3”段混凝土后，拆模，進行“3”段混凝土面鑿毛，利用“3”段混凝土面上預埋鋼筋與橫洞拱頂安裝“4”段混凝土封頂模板，該模板采用木模板;

⑤利用澆筑隧道拱頂混凝土原理，澆筑“4”段混凝土。

(2)中間段輔助施工

“5”段為回填石渣，“6”段為30 cm 厚M7.5漿砌片石護墻。

①澆筑完“4”段混凝土后，拆除模板及支架，放樣定出左洞施工橫洞處主洞二襯輪廓線外4 m 位置。

②回填“5”段石渣厚度至少5 m，高度至少2 m 后，砌筑“6”段M7.5漿砌片石護墻，此后，在砌筑過程中保證護墻后回填石渣高于護墻砌體1 m;

③當無法回填石渣時，護墻后利用人工干碼厚度不小于1 m 塊石，連同護墻砌體直至施工橫洞拱頂。

(3)澆筑左幅連接施工橫洞封堵混凝土

①放樣定出左洞施工橫洞處主洞開挖輪廓線位置，利用支架支撐、鋼模板拼裝組合分開澆筑“7”段、“8”段混凝土;

②利用澆筑隧道拱頂混凝土原理，澆筑“9”段混凝土;

③拆除支架、模板。

(4)左洞主洞范圍內“10”段混凝土澆筑

①左、右洞全部工序施工完成后，施工左洞施工橫洞交叉處時，按設計施工左洞主洞在施工橫洞交叉處初支型鋼;

②型鋼后鋼筋網片在“10”段混凝土范圍內全部改為5 mm 厚鋼板，鋼板焊接在型鋼上作為“10”段混凝土模板;

③按澆筑隧道明洞的原理澆筑“10”段混凝土;

④施工左洞主洞在施工橫洞處初支噴射混凝土及后續的二襯鋼筋、二襯混凝土等。

2.2 施工橫洞改移實施

隧道從左幅連通右幅施工橫洞改移到變更的1#車行橫通道(ZK68 +185)處，利用變更設計的1#車行橫通道作為施工橫洞。

2.3 左洞ZK67 +997－ZK68 +080 段施工

洞身開挖分上下臺階進行，上導坑每循環進尺不得大于2.5 m，且上導坑開挖底線位置不得侵入圓心以上1 m 以下范圍，下導坑開挖時，左右跳槽開挖，且開挖進尺不得大于2.5 m，及時開挖及時支護;嚴格按設計圖中設計開挖、支護參數進行施工。

2.4 右洞YK68 +030－YK68 +100 段施工

①爆破設計

該段襯砌類型為S－Vt，設計采用環形開挖，預留核心土法施工，施工中根據隧道圍巖等級及圍巖情況，擬采用上下臺階法施工，嚴格遵循“短進尺、弱爆破、強支護、勤量測”的原則，控制每循環進尺控制在1.2 m 以內。

A 炮孔裝藥量

a 掏槽孔

Q1=η·L ·r

式中:η 為炮孔裝藥系數，取η=0.9;L 為孔深，LV=1.2 m;r為每米長度炸藥量，r=0.78 kg/m2。

經計算QV=0.84 kg，取0.8 kg

b 輔助孔

QV=η·L ·r=0.7×1.2×0.78=0.66 kg 取QV=0.7 kg

c 光爆孔

通常為輔助孔的1/3～1/4，取QV=0.2 kg

2.5 監控量測

(1)施工過程中，建立施工單位自控監控量測點，隨開挖、支護的進行，在每5 m 斷面的拱頂、拱腰兩側建立自控兩側點，利用全站儀、水平儀隨時量測圍巖的變形、位移等情況，作好記錄，發現異常及時和有關部門聯系，及時解決。

(2)加強和監控量測單位溝通，在各工序施工進程中，隨時聯系監控量測單位進行監控量測、超前地質預報，掌握及時的準確數據，指導施工。

3 主要安全保證措施和質量保證措施

3.1 安全保證措施

(1)嚴格進出洞登記制度。

(2)施工電力線路嚴格按“三相五線制”架設，且風管水管和電力線隧道兩側分開架設。

(3)加強隧道內施工安全照明，在巖溶地段按間距20 m掛設照明燈具。

(4)嚴格控制開挖循環進尺，嚴格控制爆破裝藥量，及時開挖及時支護。

(5)開挖時在巖溶地段全長范圍內鋪設安全逃生通道，防止出現局部不良地質情況發生。

(6)嚴格控制超前支護施工質量，保證巖溶堆積體充分穩定固結。

(7)巖溶段施工前對各工序施工班組每位施工人員進行安全技術教育、學習，作好風險告知及安全防護注意事項，作好安全技術交底，開始施工起每15 d 進行一次針對全體施工人員的安全技術交底更新。

(8)嚴格民爆物品、爆破器材管理;加強機械安全作業管理。

(9)加強施工單位自控監控量測、監控單位監控量測及超前地質預報工作，掌握科學正確數據，指導施工。

(10)加強隧道通風，改善掌子面施工工作環境。

(11)保證所有施工活動符合《公路工程安全施工技術規程》JTJ 076－95 中相關要求。

3.2 質量保證措施

(1)掌握施工設計圖紙內容，準確放樣出各結構部位設計坐標。

(2)嚴格模板進場準入驗收制度。

(3)嚴格控制地材加工質量、各原材料進場抽樣試驗檢測，對不滿足設計及規范要求的原材料一律不得使用。

(4)嚴格控制型鋼規格型號、加工尺寸、加工焊接質量、安裝位置、安裝垂直度、型鋼安裝基礎等滿足設計及規范要求，加強現場監督，按抽檢頻率進行抽檢。

(5)嚴格控制開挖斷面符合設計要求，嚴禁欠挖，控制超挖滿足規范要求，每10 m 斷面復測一次。

(6)嚴格控制各類錨桿鉆孔深度、鉆孔角度、孔間距、錨桿加工質量、錨桿安裝質量、錨桿注漿配合比、錨桿注漿質量、噴射混凝土地材質量、噴射混凝土拌合質量、噴射工藝、噴射施工質量、噴射混凝土表面平整度等，每循環進尺作好記錄。

(7)其他工序施工須滿足《公路隧道施工技術規范》JTG F60－2009 及《錨桿噴射混凝土支護技術規范》GB50086－2001 中相關要求。

(8)作好隱蔽工程施工記錄、每日施工日志記錄等。

(9)加強自檢工作，遵守報檢程序，嚴禁不滿足設計及規范施工、野蠻施工。

4 總 結

通過對本溶洞隧道的施工，為今后類似工程積累了寶貴的經驗，但在公路隧道施工中，不同溶洞的地質情況、坍塌原因是不一樣的，所以溶洞的處理方案應根據工程的設計要求并結合現場地質情況來決定，這樣才能確保處理方案合，理確保事故處理及時到位，確保工程施工有序進行。

［1］公路隧道施工技術規范(JTG F60－2009)［S］.

［2］公路工程安全施工技術規程(JTJ 076－95)［S］.

［3］地下工程防水技術規范(GB50108－2008)［S］.

［4］錨桿噴射混凝土支護技術規范(GB50086－2001)［S］.