利万高速公路齐岳山隧道充泥溶腔处理技术

段本强 段英杰

（中铁十四局集团第二工程有限公司利万高速第一合同段项目部，湖北 恩施 445000）

1 工程概况

新建利川至万州高速公路齐岳山隧道为双线四车道分离式特长隧道，隧道走向313°，左幅里程桩号为ZK19+005~ZK22+380，全长3375m，最大埋深约5 6 7 m；右幅里程桩号YK19+016~YK22+402，全长3386m，最大埋深约543m。隧道纵面线型为1.55%下坡。齐岳山山势连绵起伏，峰峦叠嶂，是典型的构造溶蚀剥蚀高中山区。齐岳山隧道横穿齐岳山背斜，地质构造复杂，岩溶形态多变，本隧道影响最大不良地质为岩溶，突泥涌水是该隧道施工潜在的极高风险。

2 YK19+110溶腔的早期揭示及处理

在2013年5月30日齐岳山隧道右线YK19+110~YK19+112上台阶开挖过程中，在右侧拱腰位置揭示一夹泥小型溶腔，溶腔内有泥土填充物、湿润但无明显水流，稳定性差，为保证隧道施工安全，对充填泥土进行了清除。溶腔揭示尺寸为沿隧道线路方向长度为2.9m，垂直于线路方向超出隧道开挖轮廓线宽度为2.1m，竖向高度为超出隧道拱腰开挖轮廓线为2.5m。溶腔侧壁为中风化灰岩，岩体强度高。

对上述溶腔进行了相应的处理：采用I20b型钢钢架，间距60cm，对初期支护进行了加强；径向打设Φ42注浆小导管对初支进行了加固；预留Φ108钢管，对初支背后空腔泵送C20混凝土回填密实。

3 溶腔的细部探测

2013年6月14日，齐岳山隧道右线开挖至YK19+116时，掌子面揭露为中风化灰岩，层间有夹泥，岩体较破碎，节理裂隙较发育。自YK19+110-YK19+116初支面局部混凝土剥落，并出现较大裂缝。

图1 初支裂缝

3.1 地质雷达探测。采用地质雷达对掌子面进行了一次详细的探测，掌子面前方为中风化灰岩，岩体破碎，节理裂隙发育，无明显异常。对开裂段落周边侧壁探测发现，初支背后围岩不均匀，可能有小型空腔存在。

3.2 钻孔探测。采用潜孔钻机对初支面侧壁进行钻探验证，具体布孔如图2所示，钻孔孔径为Φ120，钻孔长度为10m。经钻孔发现YK19+111-YK19+116初支背后有狭长的空隙存在，宽度约50cm。

3.3 探测结果分析。综合各项探测结果，结合前期施工过程，发现初支背后有较多的孤石，孤石间充填泥土，充填物前期稳定性较好，在后期爆破开挖扰动下，失稳发生位移，最终使初支开裂变形，并导致充填物与稳定岩面脱离，形成空洞，故变形开裂段初支背后充填物为YK19+110充泥溶腔的进一步延伸。

4 泄压处理

初支背后存在较多的不稳定充填物导致初支开裂，须将充填物进行清除，确保施工安全。首先在开裂段上台阶施做I20b临时仰拱、临时斜支撑和临时竖支撑，保证初支稳定。其次，在初支面左侧和拱部打设径向Φ42注浆小导管，长度为4.5m，间距为0.8m（纵向）×1.0m（环向），梅花形布置，采用Φ22螺纹管将小导管尾部全部连接成一体。最后，自第一榀开裂处开始，逐榀换除初支钢架，并将背后充填物全部清除。

5 溶腔封闭施工

溶腔充填物全部清除后，背后空腔形状极不规则，大体尺寸为：沿线路方向纵向长度为5.5m；垂直于线路方向横向宽度，在拱脚处为1.0m，在高处最宽处约6.0m；最高处高度为10.2m。溶腔侧壁为中风化灰岩，围岩整体性较好，稳定性好，内部无明显渗水现象。

（1）溶腔顶部加固。将I20b型钢翼缘焊接使两根工字钢形成整体，并在两端焊接钢板增大受力面积，对溶腔顶部围岩进行支撑，间距为1.5m×1.5m梅花型布置，具体布置根据现场进行适当调整。

图2 钻孔布置图

（2）初支加固。在右侧换拱过程中，将初支钢架直接落底到中台阶平面，同时，在钢架拱脚下方纵向设置一根[32a槽钢，作为托梁，使初支钢架形成整体，共同受力减小变形。

在初支喷射混凝土外侧模筑50cmC25混凝土套拱，支撑溶腔侧壁围岩，同时保护内部初支钢架。

（3）溶洞空腔回填。在初支钢架和模筑混凝土套拱施工以前，在初支钢架拱腰最高处分榀预留5根Φ108钢管，长度分别为3.5m、4.5m、5.5m、6.5m和8.5m，其中8.5m钢管作为排气孔和后期排水孔。C25套拱施工完成后，利用预埋钢管，分次分批对溶腔进行回填，确保拱顶混凝土厚度不小于1.5m。

（4）排水通畅。除了8.5m长Φ108钢管作为排水管外，在初支钢架安装过程中，需要安装3根Φ100的PVC管，长度分别为6.5m、7.5m和8.5m。将溶腔内排水管外端连接隧道的纵向排水管和环向排水管，使得溶腔内渗水顺利排入隧道水沟。

结语

后期的实践证明，该方案顺利解决了齐岳山隧道YK19+110充泥溶腔问题。通过此次施工，我们总结了有关充泥溶腔施工的经验：对于充泥溶腔，应尽可能的将溶腔充填物释放，以减小对初支的压力；在充泥溶腔施工前，需利用多种探测手段，对溶腔进行探测，尽可能清楚的掌握溶腔的边界；为保证隧道的安全，溶腔内部必须进行适当的混凝土回填；采取一定排水措施，保证溶腔内部渗流水可能顺利的排泄，避免因水压力过大对隧道结构造成破坏。

[1]黄鸿健，张民庆.宜万铁路齐岳山隧道DK363＋629高压充水溶腔处理技术[J].铁道标准设计，2010 （08）：86-90.