浅谈公路隧道大型溶洞施工技术

吴 杰

(贵州路桥集团有限公司)

1 工程概况

平地园隧道为分离式特长隧道，右幅全长3 713 m，左幅全长3 707 m。隧道左右幅进口端均位于直线上，出口端分别位于半径为4 700 m、3 500 m 圆曲线上，进口端测设线距离约为16.5 m，出口端测设线距离约为19 m。该隧道为上坡隧道，出口端为下坡，纵坡均为2.5%、1.98%、－2.5%。

由于进口端原始地形陡峭，便道及进洞施工困难，故于ZK68+000 处左侧约235m 处开挖施工横洞，通过横洞连接主洞。隧道施工横洞从左洞左侧掘进施工，与隧道于ZK68+043.5(YK68+049)处相交，横洞施工中，在位于右洞YK+049 相交处揭露一大型溶洞，该溶洞发育规模较大，洞底堆积层较厚。

其中，Y2 溶洞距隧道较远，对隧道稳定及建设无影响。Y1 溶洞横跨隧道主线，分部范围为ZK67 +997－ZK68 +080(YK68 +037－YK68 +093)段，左右幅轴线均从溶洞下方穿过。溶洞沿轴线方向最大跨径约19.3 m，横向最大宽度约48.5 m，顶板最小厚度45.3 m，最大净空24.9 m。根据岩溶发育演变规律，Y1 溶洞处于青春期阶段，溶洞规模有逐步扩大的可能。

目前，隧道施工横洞已连通隧道左洞，离贯穿右洞还差约2 m 左右，隧道ZK68 +007～ZK68 +120 段已施工，开挖揭示的围岩情况较好。

2 施工方案

2.1 施工横洞左右幅连接段封堵混凝土实施

采用混凝土标号:C20

(1)浇筑右幅连接施工横洞封堵混凝土

①放样定出距离右洞开挖面轮廓线外5.24 m 位置;

②利用支架支撑、钢模板拼装组合分开浇筑“1”段、“2”段混凝土;

③利用支架支撑、钢模板拼装组合分开浇筑“3”段混凝土，在“3”段混凝土面预埋间距80 cm 的Φ20 钢筋，预留“4”段浇筑厚度在50～60 cm;

④浇筑完“3”段混凝土后，拆模，进行“3”段混凝土面凿毛，利用“3”段混凝土面上预埋钢筋与横洞拱顶安装“4”段混凝土封顶模板，该模板采用木模板;

⑤利用浇筑隧道拱顶混凝土原理，浇筑“4”段混凝土。

(2)中间段辅助施工

“5”段为回填石渣，“6”段为30 cm 厚M7.5浆砌片石护墙。

①浇筑完“4”段混凝土后，拆除模板及支架，放样定出左洞施工横洞处主洞二衬轮廓线外4 m 位置。

②回填“5”段石渣厚度至少5 m，高度至少2 m 后，砌筑“6”段M7.5浆砌片石护墙，此后，在砌筑过程中保证护墙后回填石渣高于护墙砌体1 m;

③当无法回填石渣时，护墙后利用人工干码厚度不小于1 m 块石，连同护墙砌体直至施工横洞拱顶。

(3)浇筑左幅连接施工横洞封堵混凝土

①放样定出左洞施工横洞处主洞开挖轮廓线位置，利用支架支撑、钢模板拼装组合分开浇筑“7”段、“8”段混凝土;

②利用浇筑隧道拱顶混凝土原理，浇筑“9”段混凝土;

③拆除支架、模板。

(4)左洞主洞范围内“10”段混凝土浇筑

①左、右洞全部工序施工完成后，施工左洞施工横洞交叉处时，按设计施工左洞主洞在施工横洞交叉处初支型钢;

②型钢后钢筋网片在“10”段混凝土范围内全部改为5 mm 厚钢板，钢板焊接在型钢上作为“10”段混凝土模板;

③按浇筑隧道明洞的原理浇筑“10”段混凝土;

④施工左洞主洞在施工横洞处初支喷射混凝土及后续的二衬钢筋、二衬混凝土等。

2.2 施工横洞改移实施

隧道从左幅连通右幅施工横洞改移到变更的1#车行横通道(ZK68 +185)处，利用变更设计的1#车行横通道作为施工横洞。

2.3 左洞ZK67 +997－ZK68 +080 段施工

洞身开挖分上下台阶进行，上导坑每循环进尺不得大于2.5 m，且上导坑开挖底线位置不得侵入圆心以上1 m 以下范围，下导坑开挖时，左右跳槽开挖，且开挖进尺不得大于2.5 m，及时开挖及时支护;严格按设计图中设计开挖、支护参数进行施工。

2.4 右洞YK68 +030－YK68 +100 段施工

①爆破设计

该段衬砌类型为S－Vt，设计采用环形开挖，预留核心土法施工，施工中根据隧道围岩等级及围岩情况，拟采用上下台阶法施工，严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则，控制每循环进尺控制在1.2 m 以内。

A 炮孔装药量

a 掏槽孔

Q1=η·L ·r

式中:η 为炮孔装药系数，取η=0.9;L 为孔深，LV=1.2 m;r为每米长度炸药量，r=0.78 kg/m2。

经计算QV=0.84 kg，取0.8 kg

b 辅助孔

QV=η·L ·r=0.7×1.2×0.78=0.66 kg 取QV=0.7 kg

c 光爆孔

通常为辅助孔的1/3～1/4，取QV=0.2 kg

2.5 监控量测

(1)施工过程中，建立施工单位自控监控量测点，随开挖、支护的进行，在每5 m 断面的拱顶、拱腰两侧建立自控两侧点，利用全站仪、水平仪随时量测围岩的变形、位移等情况，作好记录，发现异常及时和有关部门联系，及时解决。

(2)加强和监控量测单位沟通，在各工序施工进程中，随时联系监控量测单位进行监控量测、超前地质预报，掌握及时的准确数据，指导施工。

3 主要安全保证措施和质量保证措施

3.1 安全保证措施

(1)严格进出洞登记制度。

(2)施工电力线路严格按“三相五线制”架设，且风管水管和电力线隧道两侧分开架设。

(3)加强隧道内施工安全照明，在岩溶地段按间距20 m挂设照明灯具。

(4)严格控制开挖循环进尺，严格控制爆破装药量，及时开挖及时支护。

(5)开挖时在岩溶地段全长范围内铺设安全逃生通道，防止出现局部不良地质情况发生。

(6)严格控制超前支护施工质量，保证岩溶堆积体充分稳定固结。

(7)岩溶段施工前对各工序施工班组每位施工人员进行安全技术教育、学习，作好风险告知及安全防护注意事项，作好安全技术交底，开始施工起每15 d 进行一次针对全体施工人员的安全技术交底更新。

(8)严格民爆物品、爆破器材管理;加强机械安全作业管理。

(9)加强施工单位自控监控量测、监控单位监控量测及超前地质预报工作，掌握科学正确数据，指导施工。

(10)加强隧道通风，改善掌子面施工工作环境。

(11)保证所有施工活动符合《公路工程安全施工技术规程》JTJ 076－95 中相关要求。

3.2 质量保证措施

(1)掌握施工设计图纸内容，准确放样出各结构部位设计坐标。

(2)严格模板进场准入验收制度。

(3)严格控制地材加工质量、各原材料进场抽样试验检测，对不满足设计及规范要求的原材料一律不得使用。

(4)严格控制型钢规格型号、加工尺寸、加工焊接质量、安装位置、安装垂直度、型钢安装基础等满足设计及规范要求，加强现场监督，按抽检频率进行抽检。

(5)严格控制开挖断面符合设计要求，严禁欠挖，控制超挖满足规范要求，每10 m 断面复测一次。

(6)严格控制各类锚杆钻孔深度、钻孔角度、孔间距、锚杆加工质量、锚杆安装质量、锚杆注浆配合比、锚杆注浆质量、喷射混凝土地材质量、喷射混凝土拌合质量、喷射工艺、喷射施工质量、喷射混凝土表面平整度等，每循环进尺作好记录。

(7)其他工序施工须满足《公路隧道施工技术规范》JTG F60－2009 及《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086－2001 中相关要求。

(8)作好隐蔽工程施工记录、每日施工日志记录等。

(9)加强自检工作，遵守报检程序，严禁不满足设计及规范施工、野蛮施工。

4 总 结

通过对本溶洞隧道的施工，为今后类似工程积累了宝贵的经验，但在公路隧道施工中，不同溶洞的地质情况、坍塌原因是不一样的，所以溶洞的处理方案应根据工程的设计要求并结合现场地质情况来决定，这样才能确保处理方案合，理确保事故处理及时到位，确保工程施工有序进行。

［1］公路隧道施工技术规范(JTG F60－2009)［S］.

［2］公路工程安全施工技术规程(JTJ 076－95)［S］.

［3］地下工程防水技术规范(GB50108－2008)［S］.

［4］锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086－2001)［S］.