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摘要： 本文结合思遵高速公路海龙隧道中导洞施工，通过设置沙袋反压回填、超前支护、注浆小导管等措施成功解决了隧道溶洞问题，为类似工程提供施工经验。
关键词：岩溶隧道 溶洞 注浆小导管
Abstract: this paper as highway tunnel thought dragon drift construction, through the set back pressure, leading to backfill sandbags support, grouting small catheter and other measures success in solving the tunnel karst cave, for similar projects construction experience.
Keywords: karst cave tunnel grouting small catheter
中图分类号： P642.25 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况及遇到的问题
思遵高速公路海龙隧道位于遵义市谢家坝任家湾境内，为双连拱隧道，里程桩号为K306+925～K307+330，全长405米，隧道最大埋深约74米，进口端设计高程899.74米，地面高程903.67米，出口端设计高程890.15米，地面高程897.28米，进口端采用削竹式洞门，出口采用端墙式洞门。单洞净宽10.75米，限界高度5.0米。
其中K307+050～K307+120段洞身围岩为三叠系下统夜郎组中段中微风化白云质灰岩与上段中风化泥岩、泥灰岩的接触部位，白云质灰岩溶蚀现象较发育，泥岩、泥灰岩岩体较破碎。
连拱隧道采用“中导洞法” 施工，隧道中导洞施工至K307+100位置掌子面遇到溶洞，溶洞空腔内填充黄泥及碎石、块石、黄泥为软塑，呈淤泥状，掌子面稳定性很差，掌子面拱顶以上踏空高度约为5米，时有掉块、碎石块石滑塌现象。
根据《海龙隧道地质超前预报（中导洞进口端）第二期》，K307+090-K307+185预计围岩为V级，围岩岩性很差，结构松弛，此段断层及岩溶发育特征明显，其发育规模较大，且连通性好，溶洞全填充为主，充填物为粘土质假碎砾，呈流塑状，局部溶腔内存在小型突水、突泥及滑塌现象。
2隧道溶洞处理方案
2.1处理方案选择原则
2.1.1 安全性
确保施工安全， 围岩累计变形量不大于 10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。
2.1.2可操作性强
要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。
2.1.3 灵活性好
根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。
2.1.4 具有可连续性
需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。
2.1.5 经济性强
即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
2.2 处理施工方案
2.2.1为防止前方出现涌水突泥情况发生，首先保留并加固坍塌体对掌子面进行注浆封闭，先按台阶进行堆砌沙袋反压回填，上、下台阶预留纵向长度不小于5米的平台，上、下台阶反压回填的坡率不应陡于1:1.00，对上台阶进行φ42注浆小导管（壁厚4毫米）进行注浆封闭，设三层φ42注浆小导管，第一层开挖轮廓内30厘米一圈，第二层开挖轮廓内80厘米一圈，第三层开挖轮廓内160厘米一圈，每圈环向间距40厘米。φ42注浆小导管长度3米，三层注浆小导管均与掌子面回填垂直，如图1。
2.2.2掌子面注浆完成后中导洞增设超前支护，超前支护采用φ42双层注浆小导管（壁厚4毫米），第一层（内层）φ42注浆小导管环向间距30厘米，仰角8-12度，纵向间距4.2米。第二层（外层）φ42注浆小导管环向间距50厘米，仰角30-40度，纵向间距3米。中导洞拱部150度范围内上下两层交错布置。超前支护单根长6米，内层搭接长度不小于1米，端部焊接在钢架上，如图2。
图1 掌子面沙袋反压回填及注浆
2.2.3φ42注浆小导管材料采用φ42热轧无缝钢管，壁厚4毫米。导管管壁应钻注浆孔，孔径为8毫米，孔间距10厘米，呈梅花形布置。尾部30厘米不钻注浆孔作为止浆段。注浆浆液采用水泥-水玻璃浆，其参数为：水泥浆：水玻璃=1:0.8(体积比)，水泥浆w/c=1.0，水玻璃模数m=2.6，浓度35～40Be，注浆压力0.5～1.0MPa,如围岩裂隙较不发育，整体性好，估计注浆加固奏效时，可改注水泥砂浆（w:c=0.5:0.8），以充填导管孔。
2.2.4中导洞临时支护参数参考V浅中导洞支护参数施工，即采用15号工字钢，工字钢间距60厘米，φ6.5钢筋网（25厘米×25厘米），20厘米厚C20喷射混凝土。中导洞临时支护采用φ25空注浆锚杆，长L=3米，纵、环向间距60×100厘米，梅花形布置。
2.2.5中导洞施工应严格控制施工进尺，每循环进尺不得大于1.5米，中导洞应采用上下台阶法开挖，上、下台阶纵向间距不小于10米。在中导洞上半断面拱脚处各增设一根3米长φ25中空注浆锚杆作为锁脚锚杆。
2.2.6中导洞初期支护背后空洞在初期支护强度达到设计强度80%后采用泵送C20混凝土回填，C20混凝土厚度为1.5米。为减小流塑态的泵送混凝土对支护结构的冲击力和侧压力，回填应对称、分次、分层施工完成， 隧道支护结构两侧混凝土面每次施工高差不得超过 0.5m。
2.2.7施工过程应加强监控量测，按照隧道新奥法设计施工原理，根据施工情况和钻杆揭示情况及时调整支护参数和支护范围。
3其他注意事项
3.1施工过程应加强监控量测，在掌子面稳定后应进行超前探孔，探孔不应少于3孔，及拱顶、两侧拱腰各一孔，以进一步探明掌子面前面地质情况，及时调整支护参数和施工方案。
图2 中导洞超前支护
3.2K307+120以后支护参数和施工方案根据超前地质情况、施工过程中实际情况再进一步确定。
3.3施工过程严格遵守“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的方针。
4结束语
通过以上处理措施的实施， 安全通过了此处溶洞， 经長时间不间断量测表明，该段围岩变形已稳定，支护结构表面无明显渗漏水现象。尽管安全通过了此处溶洞，但是在今后的岩溶隧道施工中，必须加强地质超前预探、预报 工作，对隧道前方岩溶进行准确预测，并提前做好穿越岩溶 溶洞的应急预案，防止突泥和突水的发生。需要引起注意的是，溶洞处理一般只注重结构的环向刚度的加强，较为忽视结构的纵向刚度的加强，这样会因溶洞前后侧结构基底刚度差异而导致后期运营时衬砌病害的产生。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：岩溶隧道 溶洞 注浆小导管
Abstract: this paper as highway tunnel thought dragon drift construction, through the set back pressure, leading to backfill sandbags support, grouting small catheter and other measures success in solving the tunnel karst cave, for similar projects construction experience.
Keywords: karst cave tunnel grouting small catheter
中图分类号： P642.25 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况及遇到的问题
思遵高速公路海龙隧道位于遵义市谢家坝任家湾境内，为双连拱隧道，里程桩号为K306+925～K307+330，全长405米，隧道最大埋深约74米，进口端设计高程899.74米，地面高程903.67米，出口端设计高程890.15米，地面高程897.28米，进口端采用削竹式洞门，出口采用端墙式洞门。单洞净宽10.75米，限界高度5.0米。
其中K307+050～K307+120段洞身围岩为三叠系下统夜郎组中段中微风化白云质灰岩与上段中风化泥岩、泥灰岩的接触部位，白云质灰岩溶蚀现象较发育，泥岩、泥灰岩岩体较破碎。
连拱隧道采用“中导洞法” 施工，隧道中导洞施工至K307+100位置掌子面遇到溶洞，溶洞空腔内填充黄泥及碎石、块石、黄泥为软塑，呈淤泥状，掌子面稳定性很差，掌子面拱顶以上踏空高度约为5米，时有掉块、碎石块石滑塌现象。
根据《海龙隧道地质超前预报（中导洞进口端）第二期》，K307+090-K307+185预计围岩为V级，围岩岩性很差，结构松弛，此段断层及岩溶发育特征明显，其发育规模较大，且连通性好，溶洞全填充为主，充填物为粘土质假碎砾，呈流塑状，局部溶腔内存在小型突水、突泥及滑塌现象。
2隧道溶洞处理方案
2.1处理方案选择原则
2.1.1 安全性
确保施工安全， 围岩累计变形量不大于 10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。
2.1.2可操作性强
要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。
2.1.3 灵活性好
根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。
2.1.4 具有可连续性
需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。
2.1.5 经济性强
即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
2.2 处理施工方案
2.2.1为防止前方出现涌水突泥情况发生，首先保留并加固坍塌体对掌子面进行注浆封闭，先按台阶进行堆砌沙袋反压回填，上、下台阶预留纵向长度不小于5米的平台，上、下台阶反压回填的坡率不应陡于1:1.00，对上台阶进行φ42注浆小导管（壁厚4毫米）进行注浆封闭，设三层φ42注浆小导管，第一层开挖轮廓内30厘米一圈，第二层开挖轮廓内80厘米一圈，第三层开挖轮廓内160厘米一圈，每圈环向间距40厘米。φ42注浆小导管长度3米，三层注浆小导管均与掌子面回填垂直，如图1。
2.2.2掌子面注浆完成后中导洞增设超前支护，超前支护采用φ42双层注浆小导管（壁厚4毫米），第一层（内层）φ42注浆小导管环向间距30厘米，仰角8-12度，纵向间距4.2米。第二层（外层）φ42注浆小导管环向间距50厘米，仰角30-40度，纵向间距3米。中导洞拱部150度范围内上下两层交错布置。超前支护单根长6米，内层搭接长度不小于1米，端部焊接在钢架上，如图2。
图1 掌子面沙袋反压回填及注浆
2.2.3φ42注浆小导管材料采用φ42热轧无缝钢管，壁厚4毫米。导管管壁应钻注浆孔，孔径为8毫米，孔间距10厘米，呈梅花形布置。尾部30厘米不钻注浆孔作为止浆段。注浆浆液采用水泥-水玻璃浆，其参数为：水泥浆：水玻璃=1:0.8(体积比)，水泥浆w/c=1.0，水玻璃模数m=2.6，浓度35～40Be，注浆压力0.5～1.0MPa,如围岩裂隙较不发育，整体性好，估计注浆加固奏效时，可改注水泥砂浆（w:c=0.5:0.8），以充填导管孔。
2.2.4中导洞临时支护参数参考V浅中导洞支护参数施工，即采用15号工字钢，工字钢间距60厘米，φ6.5钢筋网（25厘米×25厘米），20厘米厚C20喷射混凝土。中导洞临时支护采用φ25空注浆锚杆，长L=3米，纵、环向间距60×100厘米，梅花形布置。
2.2.5中导洞施工应严格控制施工进尺，每循环进尺不得大于1.5米，中导洞应采用上下台阶法开挖，上、下台阶纵向间距不小于10米。在中导洞上半断面拱脚处各增设一根3米长φ25中空注浆锚杆作为锁脚锚杆。
2.2.6中导洞初期支护背后空洞在初期支护强度达到设计强度80%后采用泵送C20混凝土回填，C20混凝土厚度为1.5米。为减小流塑态的泵送混凝土对支护结构的冲击力和侧压力，回填应对称、分次、分层施工完成， 隧道支护结构两侧混凝土面每次施工高差不得超过 0.5m。
2.2.7施工过程应加强监控量测，按照隧道新奥法设计施工原理，根据施工情况和钻杆揭示情况及时调整支护参数和支护范围。
3其他注意事项
3.1施工过程应加强监控量测，在掌子面稳定后应进行超前探孔，探孔不应少于3孔，及拱顶、两侧拱腰各一孔，以进一步探明掌子面前面地质情况，及时调整支护参数和施工方案。
图2 中导洞超前支护
3.2K307+120以后支护参数和施工方案根据超前地质情况、施工过程中实际情况再进一步确定。
3.3施工过程严格遵守“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的方针。
4结束语
通过以上处理措施的实施， 安全通过了此处溶洞， 经長时间不间断量测表明，该段围岩变形已稳定，支护结构表面无明显渗漏水现象。尽管安全通过了此处溶洞，但是在今后的岩溶隧道施工中，必须加强地质超前预探、预报 工作，对隧道前方岩溶进行准确预测，并提前做好穿越岩溶 溶洞的应急预案，防止突泥和突水的发生。需要引起注意的是，溶洞处理一般只注重结构的环向刚度的加强，较为忽视结构的纵向刚度的加强，这样会因溶洞前后侧结构基底刚度差异而导致后期运营时衬砌病害的产生。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。