樁筏結構在隧道溶洞中的施工處理應用探討

崔 英

中鐵三局第二工程有限公司，河北 石家莊 050031

樁筏結構在隧道溶洞中的施工處理應用探討

崔 英

中鐵三局第二工程有限公司，河北 石家莊 050031

本文通過大坡隧道施工實例，該隧道溶洞屬于大型溶洞，隧區存在不良地質主要有危巖落石、巖溶、巖堆、順層偏壓，特殊巖土為紅黏土，不穩定性因素較多，處理措施復雜。為保證本隧道溶洞處理現場施工安全及溶洞處理任務的快速完成，提出采取樁筏結構加固方案，系統地探討該方案的具體實施。

隧道施工；溶洞隧道；樁筏結構

1 項目概況

大坡隧道位于玉屏東～三穗區間，雙線隧道，左右線線間距為5.0m，設計為20‰和25‰的單面上坡，豎曲線半徑R=30000m。變坡點里程為D2K475+050，全隧均位于直線段上，本隧按速度目標值為350km/h。隧道進口里程D2K474+950，出口里程D2K475+440，全長490m。隧道進口接水竹坪大橋昆明端橋臺臺尾，出口接路基工程。洞身穿越地層主要為寒武系下統清虛洞組（∈1q）灰巖，測區地層單斜，巖體較破碎，最大埋深約70m。通過洞內及地表調查分析，溶洞內水量較小，雨季洞內水流會有所增大，為避免溶洞堵塞，致水位上升影響工程安全，應保持洞內排水通暢。

2 工程難點分析及其處理方案提出

大坡隧道溶洞屬于大型溶洞，工程施工面積大，質量控制是重點。本溶洞頂巖層成水平狀，自穩性差，容易掉塊坍塌，溶洞頂面面積大，過程安全控制是重點。隧區存在不良地質主要有危巖落石、巖溶、巖堆、順層偏壓，特殊巖土為紅黏土，不穩定性因素較多，處理措施復雜。溶洞底板下部仍然存在較大充填溶洞和空洞部分，加大溶洞處理的難度，隧道正線結構沉降量難控制。D2K475+225～D2K475+300左側，正線外溶洞頂板懸空面較大，巖層水平節理，極易坍塌，危及施工作業人員安全，洞頂防護困難。

為保證本隧道溶洞處理現場施工安全及溶洞處理任務的快速完成，提出采取樁筏結構加固方案處理該溶洞。對D2K475+225～D2K475+300段將隧底頂板揭穿，棄渣回填隧底空腔。D2K475+231～+291段共60m隧底采用樁筏結構加固，挖孔樁樁徑1.25m，樁長19m～32m，樁間距縱向3.5m，橫向4m，共77根，采用C35鋼筋混凝土，樁底嵌入基巖深度不小于2m。樁頂C35鋼筋混凝土現澆板，板厚2.5m，寬14.5m，長60m.為防止開挖棄碴掉入溶洞大廳，堵塞既有排水通道，施工中應將原自然溝改移至鄰近溶洞側壁，對溶腔底部水溝采用人工沙袋碼砌或干砌片石防護坡腳適當防護。

3 方案實施

3.1 隧底巖溶整治

為確保施工安全，首先對溶洞頂板采用錨網噴防護，洞壁噴C25混凝土厚15cm,錨桿采用φ22砂漿錨桿,長5m/根,間距1m梅花形布置,鋼筋網采用φ8鋼筋,網格25cm×25cm。對D2K475+225～D2K475+300段將隧底頂板揭穿，在溶洞原有溝渠埋設直徑1m的鋼筋混凝土涵管，保證原有溶洞水流通常，保證挖孔樁施工的安全，后棄渣回填隧底空腔并壓實，讓架梁車先通過，通過該段后，再對溶洞進行處理。D2K475+231～+291段共60m隧底采用樁筏結構加固，具體如下：

挖孔樁樁徑1.25m，樁長19m～32m，樁間距縱向3.5m，橫向4m，共77根，采用C35鋼筋混凝土，樁底嵌入基巖深度不小于2m。樁頂C35鋼筋混凝土現澆板，板厚2.5m，寬14.5m，長60m，在板中部設置一道變形縫。為防止開挖棄渣掉入溶洞大廳，堵塞既有排水通道，施工中應將原自然溝改移至鄰近溶洞側壁，對溶腔底部水溝采用人工沙袋碼砌或干砌片石防護坡腳適當防護。 D2K475+246～+276線路前進方向左側及D2K475+276～+286線路前進方向右側邊墻揭示溶洞露空部位設C20砼護墻，墻頂寬2.0m，外墻坡率1：0.3，護墻頂部利用錨桿與基巖加強聯系。D2K475+225～+300段襯砌背后環向盲管加密至3m一道設置；溶洞段中心水溝至溶洞空腔之間預埋φ100PVC導水管作為泄水通道，以免洞內積水上升產生水壓對結構不利。為防止挖孔樁施作時施工廢水等下滲軟化基底，同時保證筏板混凝土澆筑時，漿液不下滲，防止離析，棄渣頂面設置C20混凝土止漿板，厚50cm。

3.2 挖孔樁施工

本隧道溶洞，由于隧道凈空限制，無法采用鉆孔樁，選用挖孔樁施工。而挖孔樁施工面臨以下難題：溶洞水；回填棄渣為松散堆積體；溶洞底板下存在空洞，部分挖空深度超過25m。

（1）樁頂覆蓋層開挖。進行樁頂覆蓋層開挖，平整場地，形成施工平臺，開挖過程中，嚴格按照測量高程進行施工。

（2）測量放線。樁基平臺形成以后，利用全站儀測量放點，定出樁心位置。為了防止由于現場施工將點線破壞，要求點位要有一定的抗破壞能力，并有明確標識，不能因現場施工而被移動。

（3）樁身開挖。我項目堆積體區樁孔開挖采用：“短進尺，強支護、弱爆破、少擾動、勤觀察”的施工原則。樁身開挖主要采用人工分段開挖，每開挖60cm后，立即進行護壁鋼筋、模板的安裝和護壁混凝土的澆筑，待護壁混凝土強度達到3～4h后，再進行開挖。開挖過程中應經常檢查開挖偏移誤差，嚴禁欠挖并控制超挖。

（4）開挖斷面檢查合格后，立即進行鋼筋綁扎施工，綁扎鋼絲采用20#，梅花型綁扎。1#鋼筋為φ8號鋼筋，間距為15cm；2#鋼筋為Ф12號螺紋鋼筋。嚴格按照設計要求的數量和規格進行綁扎安裝，上下兩節護壁間鋼筋搭接綁扎長度不小于12cm。鋼筋安裝完畢，經檢查合格后，進行下一道工序施工，混凝土澆筑。

（5）護壁混凝土澆筑。護壁混凝土分節澆筑，一邊開挖樁基一邊進行護壁澆筑，每節護壁深度為 60cm。每米護壁襯砌后的內空形式為圓形。由于樁基深度較大，樁孔內有一定滲水，為了保證混凝土澆筑質量，在進行混凝土配合比選用時，準備兩種配合比，即：水下 C35混凝土（并非真正的水下混凝土，而是增加了水泥和速凝劑摻量的普通混凝土）和普通 C35混凝土。為了加快施工進度，護壁混凝土采用早強工藝，即加入速凝劑，速凝劑摻量為膠凝材料的4%，具體摻量根據試驗確定。混凝土拌制在拌和站進行拌和，采用混凝土罐車運輸至灌注樁跟前。入倉之前，在井口位置固定好溜筒的進料口，然后繼續接溜筒至澆筑倉面位置，并固定牢固。澆筑時，一邊將混凝土溜入倉面，然后插入式軟軸振搗器平倉、振搗，直至澆筑完畢，并將表面的混凝土收平、壓光。

3.3 筏板施工

采用低發熱量的水泥,基礎混凝土按60天達到后期強度配制。采用以連續級配的粗骨料配制混凝土。施工期間對基礎混凝土的溫度變化進行測定,其內外溫差應控制在25°C內；采取措施降低筏板內部溫度，必要時，采用施工措施降低混凝土的入模溫度。加強振搗，提高混凝土的密實性和均勻程度。加強養護,注意混凝土表面的保溫和潮濕養護，嚴禁表面出現干燥和較大溫差變化的情況。

4 沉降觀測

對 D2K475+225～+300段襯砌布設 24個觀測標，設置于襯砌圍巖變化處，進行沉降監測。通過對觀測數據進行統計分析，本段累計沉降有以下特點：累計沉降量小，總沉降量范圍為0.3mm～1.09mm。從隧道襯砌施工完成后開始計算，累計沉降較小。

5 結語

樁板結構用于處理大坡隧道溶洞，于溶洞處理完成后即開展隧道沉降監測工作，根據監測結果，隧底沉降量滿足規范要求，取得良好的效果。

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[1]魏海河.樁板結構在高天隧道基底溶洞施工中的應用[J].鐵道建筑技術，2015，（06）：55-56.

[2]蔣進波.高速公路巖溶隧道溶洞處理施工技術[J].隧道建設，2012，（12）：38-40.