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摘要:隐伏岩溶埋藏在已成岩的非可溶性岩层之下的岩溶。这种岩溶一般不反映于地表,主要体现为揭示为岩层节理裂隙异常发育、溶蚀严重、不规则溶洞等,如处理不妥当容易造成,隧道岩溶地下水在雨季突涨,压力聚增,在拱顶边墙形成大量射水式泄露,对联调联试及后期运营造成严重影响,隧道施工过程中要加强隐伏岩溶钎探,对发现的岩溶及时处理,做好引水、堵水等防排水措施。
关键词:隐伏岩溶;溶洞;防排水
引言
随着我国建筑长大化和多功能的发展,隧道施工质量及运营年限都在逐步加大,在隧道施工过程中,对出现的溶洞未及时处理,容易造成大面积渗漏水,对后期运营造成极大的安全隐患,在施工过程中加强地质超前预报、做好隐伏岩溶钎探,及时处理预见的溶洞,对施工质量及经济效益具有重要的意义,本文就以成贵铁路四公司管段为例介绍隧道隐伏岩溶处理施工方法。
1、成贵铁路工程概况
成贵铁路14标四公司管段位于贵州省黔西县,正线公里17.56km。其中:桥梁工程21座共计9129.761延长米;隧道9座共计3633延长米;涵洞10座182.23横延米;路基总长度为4.64km,土石方共计115方,地处喀斯特地貌,岩溶较发育。
2、隐伏岩溶主要处理原则
2.1对于岩溶发育地段,通过辅助坑道设置,尽量实现顺坡施工。结合施工要求及运营期间排水,优先选用横洞或平道,以降低施工风险。施工中应加强可溶岩地段的超前地质预报,探明岩溶发育程度,岩溶形态,岩溶水量、水压等情况,根据结果,合理确定支护措施。
2.2考虑到岩溶水的无规律性、突发性及排水系统可能淤堵失效后引起地下水位抬高,为保证衬砌结构及运营安全,富水岩溶段及有环境要求需以堵为主的地段实施超前注浆措施,必要时采用钢筋砼加强衬砌。
2.3对于隧道施工中揭示的溶洞、岩溶管道等,应视其性质、与隧道的关系,确定综合处理方案,建立完善可靠的排水系统,确定合理的衬砌结构,空溶洞不得随意回填,同时为保证施工安全及施工中超前探测条件,加强安全防护措施。
3、岩溶处理的安全防范措施
岩溶处理过程中存在极大的安全隐患,为保证施工安全,我们要防患于未然,将施工风险降到最低,首先要加强超前预报工作,确保预报的专业化、针对性,并按照现场实际情况调整超前预报手段;采取合理可靠的措施,其次为岩溶处理提供安全空间,对判识有突水风险的风险源,视情况采取排水措施。对判识受断层影响或溶蚀破碎,自稳性差的地段超前预加固,防止充填物坍塌,吐泥。要及时采取临时封闭措施,加强初期支护。
4、一般岩溶处理方式
在确保掌子面前方稳定后的开挖揭示,根据岩溶发育情况由针对性进行处理。
4.1停止发育的干溶洞处理方式
4.1.1当溶洞发育为隧道拱部,发育比较小时,一般处理原则为:按照设计施做初期支护,初支背后预留泵送孔和排气孔,泵送混凝土回填密实;发育比较大时,一般处理原则为:对溶腔范围进行防护,确保施工安全;施做拱部砼护拱,内设钢架及锁脚锚杆固定;通过预留泵送孔泵送砼至护拱以上1m左右,作为包含层,同时预留排气孔;通过预留吹沙孔吹沙至砼保护层以上2m,作为缓冲层
4.1.2溶洞发育为隧道边墙,发育较小时,一般处理原则为:按照原设计施作初期支护;初支背后预留泵送孔、排气孔和吹沙孔;泵送砼至揭示溶洞轮廓与衬砌外轮廓相交处以上2m;泵送完成后,对混凝土以上空间吹砂密实;溶洞发育为隧道边墙,发育较大时,一般处理原则为:对溶腔范围进行防护,确保施工安全;预留与岩壁的连接钢筋,分段立模施作砼保护墙;保护墙范围外揭示溶腔与衬砌外轮廓相交处以下3m范围采用石碴回填;封模施工砼保护墙,预留吹砂孔和排气孔,最后喷砂密实
4.2有过水痕迹的空溶洞、半填充溶洞处理方式
该中溶洞处理方式一般与干溶洞处理方式相同,半填充溶洞需清除充填体,且处理过程中需考虑必要的排水性,位于拱部及边墙情况,利用预留排气管作为排水管,沿隧道初支内侧通过环向盲管顺排至侧沟。为保证吹砂管的刚度和排水性,排气管采用四周打孔的PVC管,外裹无纺布;位于仰拱范围的对充填物清理,于隧底预留排水盲沟,顺接溶洞上下游,排水盲沟可采用预制的涵管或混凝土槽,内充填碎石、软石;当溶洞位于边墙和仰拱范围时,可同时考虑底部和边墙的排水系统。
4.3无明显过水痕迹的充填式溶洞处理方式
4.3.1当溶洞发育为隧道拱部时,一般处理原则为:施作钎探工作,以6m长度为限;若能探明溶洞发育边界,清理后处理方式参照干溶洞处理方式;若溶腔发育很大不能探明发育边界,首先施做89大管棚超前支护,大管棚长度根据现场实际情况确定,溶洞充填段采用42注浆锚管代替系统锚杆,钢架支护加强,衬砌形式加强。
4.3.2溶洞发育为隧道边墙,一般处理原则为:施作钎探工作,以6m长度为限;若能探明溶洞发育边界,清理后处理方式参照干溶洞处理方式;若溶腔发育很大不能探明发育边界,加强上台阶钢架锁脚,采用60钢花管,长度6m,具体根数根据现场实际情况确定,溶洞充填段采用42注浆锚管代替系统锚杆,钢架支护加强,衬砌形式加强。
4.3.3溶洞发育为隧道底部,一般处理原则为施作钎探工作;若能探明溶洞发育边界,清理后回填砼密实;若溶腔发育很大但能探明发育边界,整体旋喷平台后对隧底充填物进行旋喷桩加固,若无法探明发育边界,旋喷桩控制在一定的加固深度。
4.4对有明显过水痕迹的充填式溶洞处理方式与无过水痕迹的充填式溶洞处理方式相同,单该段环向盲管要适当加密
5、结语
在隐伏岩溶处理过程中,我们要在战术上予以重视,战略上予以藐视,对遇见的溶洞不论大小切莫马虎大意;坚持以人为本,确保安全施工,异常地段要进行针对性验证,降低施工安全、质量风险,不留隐患;为隧道施工质量及运营做好坚实的支撑。
参考文献:
[1]刘志刚.高速铁路隧道基底隐伏岩溶注浆处理技术探讨
[2]阳敦国,李敏.隧底隐伏岩溶探测及加固处理措施研究
[3]高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设[2010]241号文
作者简介:庄国昌,出生年月:1988年5月19日,2011年7月毕业于中北大学,目前所在单位:中铁十八局集团第四工程有限公司成贵铁路项目部担任现场技术员