運(yùn)營(yíng)期公路隧道巖溶病害治理技術(shù)

覃梟雄 江河濱

摘 要：巖溶在隧道施工中及運(yùn)營(yíng)中極易引起病害，從而對(duì)隧道通行造成安全隱患，需對(duì)其進(jìn)行特殊處理。河百高速金蘭2號(hào)隧道運(yùn)營(yíng)期間，左洞因巖溶病害影響暫時(shí)封閉交通，通過(guò)對(duì)病害段進(jìn)行泄水孔排水減壓、二襯背后回填注漿、加固止水注漿等方式，取得了較好的成果，目前已順利恢復(fù)通行。

關(guān)鍵詞：隧道;運(yùn)營(yíng);巖溶;病害;治理

1 工程概況

金蘭2號(hào)隧道為分離式長(zhǎng)隧道，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為2 285.0 m，進(jìn)、出口路基設(shè)計(jì)高程分別為573.5 m、583.6 m，最大埋深約337 m，凈寬10.25 m，凈高5 m。設(shè)計(jì)為雙洞單行，左右洞各2條車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速80 km/h。

該隧道運(yùn)營(yíng)期間，隧道左洞由于ZK32+793里程處巖溶的影響，ZK32+740～ZK32+840段，排水系統(tǒng)時(shí)有杜塞，雨季期間尤其是強(qiáng)降雨后，水壓大幅度波動(dòng)、漲落明顯。最高時(shí)水壓達(dá)到1.1 MPa，隧道二襯滲漏水嚴(yán)重，路面潮濕積水，無(wú)法正常通行。運(yùn)營(yíng)單位隨即封閉左洞，改用右洞進(jìn)行雙向通行。由于為高速公路隧道，單洞雙向通行安全風(fēng)險(xiǎn)較大，急需對(duì)左洞巖溶病害進(jìn)行處治，恢復(fù)原有通行方式。

2 巖溶病害治理方案

2020年6月16日，根據(jù)勘察設(shè)計(jì)情況，制定如下處治方案。

2.1 總體方案

2.1.1 先期洞內(nèi)加固止水，滿足保通

（1）泄水孔排水減壓，施工里程：ZK32+785～+794，設(shè)置4環(huán)泄水孔。

（2）二襯背后回填注漿，施工里程：ZK32+740～+840，

長(zhǎng)度100 m。

（3）加固止水注漿，施工里程：ZK32+740～+840，長(zhǎng)度100 m。

2.1.2 后期施做線外泄水洞，永久處理

擬在左線進(jìn)口端線路外側(cè)，與主線平行設(shè)置一條泄水洞，長(zhǎng)約780 m，揭穿ZK32+791溶洞，進(jìn)行永久處治。

2.2 泄水孔排水減壓

分別在ZK32+785、+788、+791、+794里程左側(cè)拱墻設(shè)置泄水孔，每環(huán)2～3根，環(huán)向間距3 m。泄水孔延伸至溶洞邊界，長(zhǎng)度不小于10 m。泄水孔孔徑130 mm，向洞內(nèi)排水坡度不小2%，孔內(nèi)埋設(shè)φ108×3.5 mm的打孔排水鋼花管，鋼花管外裹小孔徑（≤10 mm）鋼絲網(wǎng)，孔口用三通連接φ110 mmHDPE導(dǎo)水管，將水引排至下方沉砂池，并安排專(zhuān)人定期清淤、抽排處理。

泄水孔采用鉆神ZML160履帶式鉆機(jī)鉆孔，先采用取芯鉆頭鉆設(shè)孔徑180 mm、長(zhǎng)1.5 m的孔口段，安裝φ160 mm

孔口管，外接DN200 mm閘閥防突水突泥。之后，換用φ130 mm沖擊鉆頭，通過(guò)閘閥繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度。排水減壓后，清孔并安裝φ108 mm排水鋼花管，外接導(dǎo)水管，引排至下方沉砂池，進(jìn)入隧道排水系統(tǒng)。

2.3 二襯背后回填注漿

待泄水孔排水減壓之后，對(duì)該段二襯背后欠實(shí)、脫空位置進(jìn)行回填注漿。

注漿采用埋管注漿，注漿管采用φ42×3.5 mm的鋼花管，搭設(shè)移動(dòng)作業(yè)臺(tái)架、人工手持風(fēng)鉆鉆孔，孔徑為50 mm，沿隧道縱向每5 m布置一環(huán)，每環(huán)3根，共20環(huán)，合計(jì)60根。注漿管的長(zhǎng)度為0.98 m，鉆孔、清孔后埋設(shè)，一次性灌注水泥漿。漿液為純水泥漿，水灰比1：1，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力按照0.2 MPa～0.5 MPa進(jìn)行控制。

2.4 加固止水注漿

孔位布置：加固注漿孔位于溶洞一側(cè)，環(huán)、縱向間距1.5 m，梅花形布置，采用單根5 m長(zhǎng)φ42×3.5 mm的鋼花管，前端加工成錐形，管壁四周鉆φ6 mm注漿孔。

注漿材料：采用兩種漿液，分別為超細(xì)水泥單液漿、超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿。

水泥采用42.5號(hào)超細(xì)水泥、400目;水玻璃模數(shù)2.8、濃度38°Be'。超細(xì)水泥單液漿，水灰比0.8：1～1：1。超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿，體積比C：S=1：0.4～1：0.6。

注漿順序：分段注漿，每個(gè)注漿段四周以雙液漿為主、起止水作用，漿液擴(kuò)散半徑1.5 m，凝結(jié)時(shí)間30 s～60 s，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)整。每個(gè)注漿段中間以單液漿為主，起加固作用。

注漿壓力：1.0 MPa～2.0 MPa，采用純壓式灌漿，為防止?jié){液壓力損壞二襯結(jié)構(gòu)，采用后退式注漿。

注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后，穩(wěn)定10 min，不進(jìn)漿或進(jìn)漿量很少時(shí)，即可停止注漿。

注漿效果檢查：采用檢查孔法，孔數(shù)不少于注漿孔總數(shù)的2%出水量小于0.2 L/min·m，可認(rèn)為合格，否則應(yīng)加密鉆孔注漿。

3 方案實(shí)施及成效

3.1 直觀效果對(duì)比分析

治理開(kāi)始前，隧道巖溶段路面整體明顯積水，二襯表面整體滲漏水，并形成大面積的水珠從拱頂部位不斷滴落。隧道內(nèi)無(wú)法正常通行。

治理完成后，巖溶段路面積水、二襯表面滲漏水已基本消除，路面干燥，能夠正常通行。

分析結(jié)論：洞內(nèi)處治已達(dá)到設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)要求。

3.2 雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

洞內(nèi)處治開(kāi)始前、完成后，采用瑞典MALA ProEx型探地雷達(dá)、800 MHz屏蔽天線對(duì)治理段進(jìn)行檢測(cè)，治理前共發(fā)現(xiàn)各類(lèi)缺陷10處，治理后已全部消除，消除率100%。

3.3 二襯背后水壓監(jiān)測(cè)及泄水孔排水流量變化分析

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）洞內(nèi)處治工程已處治完畢順利恢復(fù)通車(chē)。

（2）從直觀效果、雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果、水壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、總體排水量變化等四個(gè)方面分析，較處治前均有明顯改觀，巖溶治理效果明顯，已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足通行條件。

（3）隨著時(shí)間推移，泄水孔排出巖溶水含泥砂量較高，會(huì)逐漸堵塞泄水孔，導(dǎo)致排水不暢;二襯背后積水水頭會(huì)逐漸抬高，水壓隨之上升;水壓長(zhǎng)期作用在二襯后，影響二襯結(jié)構(gòu)安全，壓力水仍會(huì)通過(guò)二襯施工縫、預(yù)留洞室等薄弱環(huán)節(jié)滲漏出來(lái)，并對(duì)通車(chē)運(yùn)營(yíng)造成影響，后期將通過(guò)增設(shè)泄水洞，徹底消除巖溶隱患，確保運(yùn)營(yíng)通車(chē)安全。

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