（中铁十四局集团有限公司，山东，济南，250014）
【摘 要】云南广（南）砚（山）高速公路新寨隧道施工中，遇到不同类型溶洞，采用及时封闭，片石回填，设置钢筋混凝土托梁配合型钢拱架加强支护，浇筑混凝土护拱并吹砂作为缓冲层等施工处理措施，安全通过了这些溶洞。
【关键词】溶洞；处理；施工
1．工程概况
云南属典型的喀什特地貌，由于碳酸盐岩溶水的侵蚀，多溶洞。新寨隧道位于云南广南县珠街镇，地质条件复杂，隧道埋深浅，洞口稳定性差, 洞口段地基承载力差，隧道进、出口中线与山体斜交，隧道偏压严重。在掘进过程中遇到了多层次、强烈发育、大小不等的许多溶洞，曾给施工造成了很大困难。这些溶洞一般特征是溶洞内被泥土和大小不一的石块填充，开挖后填充物不断滑移涌出，下落大块岩石或孤石，在隧道侧壁和顶部形成大大小小的空腔。部分溶洞富含地下水，有的溶洞与暗河相连。
2．工程地质条件
隧道路线区域地层主要有第四系（Q）和奥陶系下统红花园组（O1hn），第四系主要分布于陡岩下部或缓坡凹地，谷地坡脚处，主要由粘土、亚粘土、碎石、块石等松软堆积物组成。奥陶系下统红花园组为灰色中厚层状灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩夹钙质泥岩。隧道左幅出口、右幅进口处岩层产状310°∠17°，左幅进口、右幅出口处岩层产状50°∠29°。隧道地区地层岩性为上覆亚粘土含碎石、碎石土，层厚2.2～13.8m，下伏基岩岩性为强～弱风化泥岩、钙质泥岩及强~弱风化白云岩、白云质灰岩,地下水类型主要为基岩裂隙水、岩溶水。
3．溶洞揭示情况
隧道右洞在YK166+170～205段遇到了多层次、强烈发育的大型溶洞，溶洞内被泥土和大小不一的石块所充填，开挖后充填物不断滑落，向上塌至地表通天，塌高38m，在地表形成长度约15m、宽度约10m的陷坑（见图1）。
右洞YK166+220～252段上断面开挖时右侧拱部出现一大型溶洞，溶洞沿隧道中心向前及右上角延伸，溶洞呈倒漏斗型，充填物较少，主要为黄色松散碎土，溶洞顶距开挖拱顶约20m。
隧道左洞ZK166+160～205段左侧开挖揭示为溶洞，溶洞沿隧道中心向前后、向下延伸，充填物较少，岩块上粘附有黄色粘土，溶洞壁围岩十分破碎，溶洞向下发展深约30m，溶洞先后两次侵入开挖断面，里程范围分别为K166+160～171和K166+178～190，溶洞背后连通。
隧道右洞YK166+781～750段开挖揭示为一大型溶洞，溶洞沿隧道中心向前和右上角发育，洞内有两处水流，流量约50L/Min，通过仰拱下溶腔流走；洞内充填物主要为溶壁风化掉下的大块石，溶洞壁围岩风化破碎严重，局部附有黄色粘土，溶洞顶距开挖拱顶约10m（见图2）。
4．溶洞处理方案
（1）溶洞处理原则
隧道遭遇到发展和衰亡阶段的岩溶中的大型溶洞、暗河时，应逐个溶洞逐个处理，设计中的通用原则为确保隧道的衬砌结构有足够的安全保证、在可预见期内洞穴的稳定性有保证、原有水流通道不会被阻断、方案比较经济适用。
隧道过溶洞处置方式有增设边墙梁及行车梁、托梁、支墩、悬壁梁承托纵梁、拱桥、加大隧道净空宽度跨度跨越岩溶或对隧道周边岩体进行封闭、注浆加固、支顶加固、加强衬砌等。
（2）溶洞处理措施
为了顺利通过各类溶洞地段，根据施工现场实际情况，充分利用现场设备和材料，分别采取了不同的处理措施。其中YK166+ 170～205段大型溶洞、YK166+ 750～781段大型溶洞及暗河处理技术具有代表性。
①YK166+170～205段大型溶洞处理
隧道右洞在YK166+170～205段遇到了被泥土和大小不一的石块所充填的溶洞，开挖后充填物不断滑落，并形成长35m，最宽处达16m，高38m的空腔，空腔通至地表，空腔顶部岩层与隧道斜交。为了隧道施工能顺利通过溶洞地段，并能保证衬砌结构在使用中长期稳定，实际施工步骤和方法如下：
4.1对通天地表进行刷坡，并打设锚杆，挂网喷锚，在地表陷坑四周挖好排水沟，防止地表水进入洞内，见图1。
4.2搭方木垛子，将最危险的快要垮塌的岩层顶住，使空腔暂时稳定。
4.3沿溶洞空腔顶部及溶洞壁施作Φ22的砂浆锚杆，长3.5m，呈梅花型布置，间距50cm，挂Φ8的钢筋网片，网片规格20cm×20cm；喷射C25的喷射砼10cm厚。
4.4采用Ⅰ20的型钢，钢拱架间距60cm；每榀均用连接钢筋连接，间距为100cm，并挂Φ8的钢筋网片，网片规格15cm×15cm。喷射C25砼30cm厚。
4.5拱架背后设C25砼厚120cm，其余溶腔采用M7.5浆砌片石回填至护拱顶50cm。
4.6二次衬砌按原设计图的衬砌断面型式进行，顶部溶腔在二衬完毕后用土回填，地表采用50cm厚M10砂浆封闭。
②YK166+750～781段大型溶洞处理
YK166+781～750段开挖揭示为一大型溶洞，溶洞沿隧道中心向前、向右上角发育，并有流量约50L/Min水流两处，溶洞内充填物主要为溶壁风化掉下的大块石，局部附有黄色粘土，溶洞顶距开挖拱顶约10m（见图2）。施工采用钢筋混凝土托梁配合型钢拱架加强支护措施，安全通过了这一不良地质地段。拱架背后中设C25钢筋砼护拱，护拱左右两侧拱脚下设Φ89无缝钢花管,注水泥浆，以达到支顶塌方体、加强初期支护的目的，为后续开挖施工、二次衬砌以及隧道工程结构的永久安全做好了安全保证。
施工步骤和方法:
1、对YK166+781～750段墙脚至开挖拱顶以上3m范围内溶洞壁施作Φ22砂浆锚杆，长3.5m，呈梅花型布置，间距80cm；挂φ8的钢筋网片，网片规格20cm×20cm；喷射C25的喷射砼10cm厚。
2、YK166+781～750段拱架背后设C25钢筋砼护拱厚80cm，内设两层Φ22钢筋，钢筋纵向间距25cm，纵向连接钢筋φ18,环向间距50cm,拉筋采用φ10，砼保护层按10cm控制, 护拱左右两侧拱脚下各设两排Φ89无缝钢花管,钢管平均长8m,呈梅花型布置，间距50cm×50cm，每根钢管注水泥浆4.0m3，水灰比0.6～１：1，注浆压力不小于1.0MPa；墙脚以上溶腔采用M7.5浆砌片石回填至护拱顶100cm，顶部用输送泵压入1.5m厚砂作为缓冲层；墙脚以下(含仰拱)溶腔采用块石碎石夯填，顶面设C20片石砼厚150cm。
3、YK166+782～744.16段全环(含仰拱)支护采用I18的型钢，钢拱架间距50cm，每榀拱架增设φ42注浆锁脚小导管4根，每根长4.5m；Φ22砂浆锚杆间距调整为100cm×50cm梅花形布置,长度3.5m；挂Φ8的钢筋网片，网片规格15cm×15cm；喷射C25砼23cm厚。
4、YK166+781～750段拱架左右两侧拱脚分别设C25钢筋砼托梁，避免开挖下导坑时引起掉拱，托梁截面尺寸80cm×80cm，四边采Φ22纵向钢筋，钢筋间距30cm，箍筋采用φ10，纵向间距30cm,砼保护层按10cm控制；K166+750～K166+744.16段拱部120°增设一环φ42超前注浆小导管，环向间距40cm，长6.0m，确保安全渡过溶洞。
5、YK166+782～744.16段二次衬砌型式由S7变更为S3，加强配筋，并提高二衬厚度。
6、YK166+781～744.16段每5m增设一道φ70环向排水管，施工时加强排水。
5．结语
新寨隧道大大小小四十余处溶洞曾给施工带来很大困难，针对不同类型溶洞逐一处理，该隧道安全通过这些区域并经过实践检验。通过对该隧道溶洞的处理与施工，建议在实施类似隧道岩溶整治方案时，加强超前地质预报，或采用超前钻孔，防止发生涌水、突泥现象造成人员伤亡；遇有水的溶洞，遵循“防、排、截、堵”结合，因地制宜，综合治理的原则及时恢复自然排水通道，以免造成自然排水受阻，形成对洞身衬砌产生压力；加强监控量测工作，根据监控量测结果及时调整施工方法，确保施工安全。
参考文献：
[1]关宝树编著.隧道工程施工要点集.北京：人民交通出版社，2003
[2]公路隧道施工技术规范. JTJ042-94
[3]李治国.隧道岩溶处理技术J . 铁道标准设计,2003(增刊) .
[4]吴焕通、崔永军编著.隧道施工及组织管理指南.北京:人民交通出版社，2004
论文作者:周俊成
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签：溶洞论文; 隧道论文; 间距论文; 钢筋论文; 空腔论文; 拱顶论文; 岩溶论文; 《工程建设标准化》2015年8月供稿论文;