陽蟒高速ZBLJ4云嶺2號隧道溶巖裂隙處治辦法

馮偉巖 雷雨川 楊旻昊 何如新

(山西路橋第三工程有限公司，山西 忻州 034000)

1 工程概況

陽蟒高速云嶺2號隧道為雙向分離式隧道。左線總長3 271.9 m，右線總長3 275 m。出口段左線隧道起訖樁號為ZK28+472.1～ZK31+744，右線隧道起訖樁號為K28+475～K31+750，本隧道為特長隧道，左右洞出口均位于R=2 800 m的右偏圓曲線上。左右洞縱坡坡度均為1.6%。地貌單元為喀斯特侵蝕起伏低山中地貌區。區內地貌復雜，高差大，基巖小山脊，沖溝，陡坎發育。隧道穿越的山體平面上呈倒“T”，北側部分為南北向長條向山脊，山脊東西兩側均為大型“V”字形基巖沖溝，南側部分為東西向分水嶺，與一條東西向“V”字形沖溝平行展布。隧道四周均為陡坡或陡坎，中間為突出的山脊。隧址最高點地面標高約為1 241.7 m，對應的里程樁號K30+560，最低點位于隧道進口附近，高程為902 m，最大高差339.7 m。隧道洞身范圍內地下水以碳酸鹽巖巖溶裂隙水為主，隧道走向上，前半段以弱～貧富水性為主，水狀態可能為點滴狀，局部為淋雨狀，后半段以弱～中富水性為主，出水狀態以淋雨狀為主，洞體開挖，在溶洞發育地段斷層破碎帶附近有突水涌泥。

2 溶巖裂隙處治方案

1)補充調查裂隙分布情況，合理確定處治段落；

2)隧道底部建議采用跨越方案；

3)保證原有溶巖裂隙排水通暢，若有填充物必須先行清除。在不破壞原有排水系統的同時應對隧道防排水系統進行加強；

4)對溶巖裂隙處初期支護、二襯加強處理；

5)初期支護后應該加強裂隙處的監控量測。

3 溶巖裂隙處治具體措施

3.1 溶巖裂隙基本情況介紹

1)隧道右線在K30+851(路線前進方向)右側拱腰以上拱頂以下處發現溶巖裂隙，深度約5 m～6 m，寬度約2 m～3 m,內部為泥夾巖碎石。

2)隧道右線在K30+907(路線前進方向)左側施工時發現一處溶巖裂隙，溶洞起于拱腰以上終于拱頂以下，深度約3 m～4 m，寬度約1 m～2 m，內部有黃土泥夾石。

3)隧道右線在K30+993處存在一條溶巖裂隙，裂隙走向由K30+993右拱腰以上2 m起至左拱腰以上約3 m終。裂隙長度4.5 m，深度4 m，寬度約1 m,溶腔外寬內窄呈三角形。

4)隧道右線在K31+085處存在一條與隧道走向垂直的溶巖裂隙，斷層寬度約1 m，深度不明。拱頂、左拱腰部位較深，存在沖刷泥現象，仰拱以下深度約2 m范圍內，斷層間為碎石夾泥，拱頂處存在滲流水現象。

3.2 地質勘察結果(YK31+085～YK31+055)

1)測試日期：2017年11月22日。

2)采集范圍：1 024采集點數，采集速度32、時間深度600 ns。

3)儀器設備：LTD-2100型探地雷達和MALA雷達、100 MHz天線。

4)測線布置：隧道掌子面高約1.5 m處，從左至右一條水平測線。

5)掌子面描述：掌子面圍巖以中風化灰巖夾泥巖為主，巖體節理裂隙較發育，掌子面右拱腰及拱頂、左拱腳存在寬約1.1 m的裂隙，呈上窄下寬分布，拱頂圍巖基本為層狀分布，以泥巖為主，中下部圍巖呈塊狀鑲嵌構造，巖體較破碎～破碎，強度一般，屬較堅硬巖，掌子面存在滴滲水現象，圍巖自穩能力較差。

6)掌子面前方雷達探測結果：根據測線1雷達波形分析圖譜推斷，在掌子面前方0 ns～600 ns(距離深度0 m～30 m，參考電磁波速0.1 m/ns)區段內，掌子面右側1 m范圍內，深度3 m～18 m范圍內，可能存在小面積不規則溶腔；距離右側1 m～6 m，深度為10 m～18 m范圍內，局部存在明顯軟弱層；掌子面前方深度約9 m～14 m范圍內，可能存在斜向裂隙或小面積溶腔；上述段落雷達波反射明顯，振幅強烈，初步判斷前方圍巖局部完成性一般～較差。

根據測線2～測線4雷達波形分析圖譜推斷，K31+085～K31+086范圍，距離隧底表面0 m～16 m雷達波形反射明顯，振幅強烈，圍巖較發育夾泥，其余樁號未見明顯介質變化。

根據測線5～測線6雷達波形分析圖譜推斷：K31+085～K31+086范圍，距離右邊墻表面4 m～16 m雷達波形反射明顯，振幅強烈，圍巖為碎石夾泥反射；K31+086～K31+087范圍內左邊墻距離表面1 m～4 m范圍雷達波形反射明顯，振幅強烈，存在脫空現象。

根據測線7雷達波形分析圖譜推斷，K31+085掌子面下部地面附近，距離左邊墻約0 m～2 m范圍，深度約2 m～13 m雷達波形反射明顯，振幅強烈，圍巖為軟弱泥巖或存在脫空斷層現象，其他區域為碎石夾泥巖反射。

3.3 施工處治

1)K31+080.5～K31+083.5及K31+087.5～K31+090.5段采用V級淺埋襯砌結構設計(φ42超前小導管，長度450 cm，環向間距35 cm，外插角10°；φ25中空注漿錨桿，長度350 cm,間距80 cm×60 cm；雙層φ8鋼筋網，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字鋼，間距60 cm；噴射C25早強混凝土27 cm；模筑C30鋼筋混凝土45 cm。支護參數按照施工前后順序進行)。

2)K31+083.5～K31+085及K31+086～K31+087.5段采用型鋼+鋼筋混凝土板跨越的V級淺埋襯砌結構設計。

3)K31+085～K31+086段采用巖溶帶襯砌結構設計雙層初期支護(φ42超前小導管，長度450 cm，環向間距35 cm，外插角10°；φ25中空注漿錨桿，長度350 cm,間距80 cm×60 cm；φ8鋼筋網，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字鋼，間距60 cm；噴射C25早強混凝土27 cm；φ8鋼筋網，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字鋼，間距60 cm；噴射C25早強混凝土27 cm；模筑C30鋼筋混凝土45 cm。支護參數按照施工前后順序進行)。

4)溶巖裂隙帶布設4道φ116 HPDE單壁打孔波紋管，中間兩道通過橫向排水管接入隧道中央排水溝，兩邊兩道接入仰拱底部φ300 HPDE雙壁打孔波紋管。

其他巖溶裂隙按照K31+085處處治方案執行。

4 結語

通過不斷總結隧道通過溶巖裂隙處置方法，為今后遇到同類問題積累了寶貴施工經驗，不僅能保證不延誤工期，也能保證隧道后期運營安全，穩定，耐久，提高管理、經濟效益。