阳蟒高速ZBLJ4云岭2号隧道溶岩裂隙处治办法

冯伟岩 雷雨川 杨旻昊 何如新

(山西路桥第三工程有限公司，山西 忻州 034000)

1 工程概况

阳蟒高速云岭2号隧道为双向分离式隧道。左线总长3 271.9 m，右线总长3 275 m。出口段左线隧道起讫桩号为ZK28+472.1～ZK31+744，右线隧道起讫桩号为K28+475～K31+750，本隧道为特长隧道，左右洞出口均位于R=2 800 m的右偏圆曲线上。左右洞纵坡坡度均为1.6%。地貌单元为喀斯特侵蚀起伏低山中地貌区。区内地貌复杂，高差大，基岩小山脊，冲沟，陡坎发育。隧道穿越的山体平面上呈倒“T”，北侧部分为南北向长条向山脊，山脊东西两侧均为大型“V”字形基岩冲沟，南侧部分为东西向分水岭，与一条东西向“V”字形冲沟平行展布。隧道四周均为陡坡或陡坎，中间为突出的山脊。隧址最高点地面标高约为1 241.7 m，对应的里程桩号K30+560，最低点位于隧道进口附近，高程为902 m，最大高差339.7 m。隧道洞身范围内地下水以碳酸盐岩岩溶裂隙水为主，隧道走向上，前半段以弱～贫富水性为主，水状态可能为点滴状，局部为淋雨状，后半段以弱～中富水性为主，出水状态以淋雨状为主，洞体开挖，在溶洞发育地段断层破碎带附近有突水涌泥。

2 溶岩裂隙处治方案

1)补充调查裂隙分布情况，合理确定处治段落；

2)隧道底部建议采用跨越方案；

3)保证原有溶岩裂隙排水通畅，若有填充物必须先行清除。在不破坏原有排水系统的同时应对隧道防排水系统进行加强；

4)对溶岩裂隙处初期支护、二衬加强处理；

5)初期支护后应该加强裂隙处的监控量测。

3 溶岩裂隙处治具体措施

3.1 溶岩裂隙基本情况介绍

1)隧道右线在K30+851(路线前进方向)右侧拱腰以上拱顶以下处发现溶岩裂隙，深度约5 m～6 m，宽度约2 m～3 m,内部为泥夹岩碎石。

2)隧道右线在K30+907(路线前进方向)左侧施工时发现一处溶岩裂隙，溶洞起于拱腰以上终于拱顶以下，深度约3 m～4 m，宽度约1 m～2 m，内部有黄土泥夹石。

3)隧道右线在K30+993处存在一条溶岩裂隙，裂隙走向由K30+993右拱腰以上2 m起至左拱腰以上约3 m终。裂隙长度4.5 m，深度4 m，宽度约1 m,溶腔外宽内窄呈三角形。

4)隧道右线在K31+085处存在一条与隧道走向垂直的溶岩裂隙，断层宽度约1 m，深度不明。拱顶、左拱腰部位较深，存在冲刷泥现象，仰拱以下深度约2 m范围内，断层间为碎石夹泥，拱顶处存在渗流水现象。

3.2 地质勘察结果(YK31+085～YK31+055)

1)测试日期：2017年11月22日。

2)采集范围：1 024采集点数，采集速度32、时间深度600 ns。

3)仪器设备：LTD-2100型探地雷达和MALA雷达、100 MHz天线。

4)测线布置：隧道掌子面高约1.5 m处，从左至右一条水平测线。

5)掌子面描述：掌子面围岩以中风化灰岩夹泥岩为主，岩体节理裂隙较发育，掌子面右拱腰及拱顶、左拱脚存在宽约1.1 m的裂隙，呈上窄下宽分布，拱顶围岩基本为层状分布，以泥岩为主，中下部围岩呈块状镶嵌构造，岩体较破碎～破碎，强度一般，属较坚硬岩，掌子面存在滴渗水现象，围岩自稳能力较差。

6)掌子面前方雷达探测结果：根据测线1雷达波形分析图谱推断，在掌子面前方0 ns～600 ns(距离深度0 m～30 m，参考电磁波速0.1 m/ns)区段内，掌子面右侧1 m范围内，深度3 m～18 m范围内，可能存在小面积不规则溶腔；距离右侧1 m～6 m，深度为10 m～18 m范围内，局部存在明显软弱层；掌子面前方深度约9 m～14 m范围内，可能存在斜向裂隙或小面积溶腔；上述段落雷达波反射明显，振幅强烈，初步判断前方围岩局部完成性一般～较差。

根据测线2～测线4雷达波形分析图谱推断，K31+085～K31+086范围，距离隧底表面0 m～16 m雷达波形反射明显，振幅强烈，围岩较发育夹泥，其余桩号未见明显介质变化。

根据测线5～测线6雷达波形分析图谱推断：K31+085～K31+086范围，距离右边墙表面4 m～16 m雷达波形反射明显，振幅强烈，围岩为碎石夹泥反射；K31+086～K31+087范围内左边墙距离表面1 m～4 m范围雷达波形反射明显，振幅强烈，存在脱空现象。

根据测线7雷达波形分析图谱推断，K31+085掌子面下部地面附近，距离左边墙约0 m～2 m范围，深度约2 m～13 m雷达波形反射明显，振幅强烈，围岩为软弱泥岩或存在脱空断层现象，其他区域为碎石夹泥岩反射。

3.3 施工处治

1)K31+080.5～K31+083.5及K31+087.5～K31+090.5段采用V级浅埋衬砌结构设计(φ42超前小导管，长度450 cm，环向间距35 cm，外插角10°；φ25中空注浆锚杆，长度350 cm,间距80 cm×60 cm；双层φ8钢筋网，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字钢，间距60 cm；喷射C25早强混凝土27 cm；模筑C30钢筋混凝土45 cm。支护参数按照施工前后顺序进行)。

2)K31+083.5～K31+085及K31+086～K31+087.5段采用型钢+钢筋混凝土板跨越的V级浅埋衬砌结构设计。

3)K31+085～K31+086段采用岩溶带衬砌结构设计双层初期支护(φ42超前小导管，长度450 cm，环向间距35 cm，外插角10°；φ25中空注浆锚杆，长度350 cm,间距80 cm×60 cm；φ8钢筋网，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字钢，间距60 cm；喷射C25早强混凝土27 cm；φ8钢筋网，20 cm×20 cm；Ⅰ20a工字钢，间距60 cm；喷射C25早强混凝土27 cm；模筑C30钢筋混凝土45 cm。支护参数按照施工前后顺序进行)。

4)溶岩裂隙带布设4道φ116 HPDE单壁打孔波纹管，中间两道通过横向排水管接入隧道中央排水沟，两边两道接入仰拱底部φ300 HPDE双壁打孔波纹管。

其他岩溶裂隙按照K31+085处处治方案执行。

4 结语

通过不断总结隧道通过溶岩裂隙处置方法，为今后遇到同类问题积累了宝贵施工经验，不仅能保证不延误工期，也能保证隧道后期运营安全，稳定，耐久，提高管理、经济效益。