利萬高速公路齊岳山隧道充泥溶腔處理技術

段本強 段英杰

（中鐵十四局集團第二工程有限公司利萬高速第一合同段項目部，湖北 恩施 445000）

1 工程概況

新建利川至萬州高速公路齊岳山隧道為雙線四車道分離式特長隧道，隧道走向313°，左幅里程樁號為ZK19+005~ZK22+380，全長3375m，最大埋深約5 6 7 m；右幅里程樁號YK19+016~YK22+402，全長3386m，最大埋深約543m。隧道縱面線型為1.55%下坡。齊岳山山勢連綿起伏，峰巒疊嶂，是典型的構造溶蝕剝蝕高中山區。齊岳山隧道橫穿齊岳山背斜，地質構造復雜，巖溶形態多變，本隧道影響最大不良地質為巖溶，突泥涌水是該隧道施工潛在的極高風險。

2 YK19+110溶腔的早期揭示及處理

在2013年5月30日齊岳山隧道右線YK19+110~YK19+112上臺階開挖過程中，在右側拱腰位置揭示一夾泥小型溶腔，溶腔內有泥土填充物、濕潤但無明顯水流，穩定性差，為保證隧道施工安全，對充填泥土進行了清除。溶腔揭示尺寸為沿隧道線路方向長度為2.9m，垂直于線路方向超出隧道開挖輪廓線寬度為2.1m，豎向高度為超出隧道拱腰開挖輪廓線為2.5m。溶腔側壁為中風化灰巖，巖體強度高。

對上述溶腔進行了相應的處理：采用I20b型鋼鋼架，間距60cm，對初期支護進行了加強；徑向打設Φ42注漿小導管對初支進行了加固；預留Φ108鋼管，對初支背后空腔泵送C20混凝土回填密實。

3 溶腔的細部探測

2013年6月14日，齊岳山隧道右線開挖至YK19+116時，掌子面揭露為中風化灰巖，層間有夾泥，巖體較破碎，節理裂隙較發育。自YK19+110-YK19+116初支面局部混凝土剝落，并出現較大裂縫。

圖1 初支裂縫

3.1 地質雷達探測。采用地質雷達對掌子面進行了一次詳細的探測，掌子面前方為中風化灰巖，巖體破碎，節理裂隙發育，無明顯異常。對開裂段落周邊側壁探測發現，初支背后圍巖不均勻，可能有小型空腔存在。

3.2 鉆孔探測。采用潛孔鉆機對初支面側壁進行鉆探驗證，具體布孔如圖2所示，鉆孔孔徑為Φ120，鉆孔長度為10m。經鉆孔發現YK19+111-YK19+116初支背后有狹長的空隙存在，寬度約50cm。

3.3 探測結果分析。綜合各項探測結果，結合前期施工過程，發現初支背后有較多的孤石，孤石間充填泥土，充填物前期穩定性較好，在后期爆破開挖擾動下，失穩發生位移，最終使初支開裂變形，并導致充填物與穩定巖面脫離，形成空洞，故變形開裂段初支背后充填物為YK19+110充泥溶腔的進一步延伸。

4 泄壓處理

初支背后存在較多的不穩定充填物導致初支開裂，須將充填物進行清除，確保施工安全。首先在開裂段上臺階施做I20b臨時仰拱、臨時斜支撐和臨時豎支撐，保證初支穩定。其次，在初支面左側和拱部打設徑向Φ42注漿小導管，長度為4.5m，間距為0.8m（縱向）×1.0m（環向），梅花形布置，采用Φ22螺紋管將小導管尾部全部連接成一體。最后，自第一榀開裂處開始，逐榀換除初支鋼架，并將背后充填物全部清除。

5 溶腔封閉施工

溶腔充填物全部清除后，背后空腔形狀極不規則，大體尺寸為：沿線路方向縱向長度為5.5m；垂直于線路方向橫向寬度，在拱腳處為1.0m，在高處最寬處約6.0m；最高處高度為10.2m。溶腔側壁為中風化灰巖，圍巖整體性較好，穩定性好，內部無明顯滲水現象。

（1）溶腔頂部加固。將I20b型鋼翼緣焊接使兩根工字鋼形成整體，并在兩端焊接鋼板增大受力面積，對溶腔頂部圍巖進行支撐，間距為1.5m×1.5m梅花型布置，具體布置根據現場進行適當調整。

圖2 鉆孔布置圖

（2）初支加固。在右側換拱過程中，將初支鋼架直接落底到中臺階平面，同時，在鋼架拱腳下方縱向設置一根[32a槽鋼，作為托梁，使初支鋼架形成整體，共同受力減小變形。

在初支噴射混凝土外側模筑50cmC25混凝土套拱，支撐溶腔側壁圍巖，同時保護內部初支鋼架。

（3）溶洞空腔回填。在初支鋼架和模筑混凝土套拱施工以前，在初支鋼架拱腰最高處分榀預留5根Φ108鋼管，長度分別為3.5m、4.5m、5.5m、6.5m和8.5m，其中8.5m鋼管作為排氣孔和后期排水孔。C25套拱施工完成后，利用預埋鋼管，分次分批對溶腔進行回填，確保拱頂混凝土厚度不小于1.5m。

（4）排水通暢。除了8.5m長Φ108鋼管作為排水管外，在初支鋼架安裝過程中，需要安裝3根Φ100的PVC管，長度分別為6.5m、7.5m和8.5m。將溶腔內排水管外端連接隧道的縱向排水管和環向排水管，使得溶腔內滲水順利排入隧道水溝。

結語

后期的實踐證明，該方案順利解決了齊岳山隧道YK19+110充泥溶腔問題。通過此次施工，我們總結了有關充泥溶腔施工的經驗：對于充泥溶腔，應盡可能的將溶腔充填物釋放，以減小對初支的壓力；在充泥溶腔施工前，需利用多種探測手段，對溶腔進行探測，盡可能清楚的掌握溶腔的邊界；為保證隧道的安全，溶腔內部必須進行適當的混凝土回填；采取一定排水措施，保證溶腔內部滲流水可能順利的排泄，避免因水壓力過大對隧道結構造成破壞。

[1]黃鴻健，張民慶.宜萬鐵路齊岳山隧道DK363＋629高壓充水溶腔處理技術[J].鐵道標準設計，2010 （08）：86-90.