茶林顶隧道岩溶段施工技术
摘要: 茶林顶隧道地质情况极为复杂,穿越F7 断层，围岩主要是由中泥盆统东岗岭白云质灰岩及上泥盆统榴江组砂岩组成，岩溶发育强烈，岩体破碎，结构松散，地下水丰富，施工难度大。根据茶林顶隧道地质复杂的具体情况，介绍了灰岩岩溶段施工处理方法，以期对灰岩岩溶施工有一定借鉴意义。关键词: 隧道; 岩溶; 施工；技术 。
Abstract:Chalindingtunnel geologicalconditions are very complex,passing through F7 fault,the rockis mainly composed ofthe Middle DevonianDonggangling dolomitic limestone andUpper DevonianLiujiang formationsandstone,developed karst,crushed rock, loose structure,abundant water,the difficulty in construction.According to thespecific circumstances of Chalindingtunnel geologicalcomplex,introduces the limestone karstsection constructionmethod,in order to have thecertain reference significance forthe construction oflimestonekarst.
Key words:tunnel;karst;construction;Technology
1概述
广梧高速公路河口至平台段茶林顶隧道左线长2691m，右线长2600m，为双洞四车道隧道，地处茶林顶重丘山岭区。基岩主要由中泥盆统东岗岭白云质灰岩及上泥盆统榴江组砂岩组成：中泥盆东岗岭组白云质灰岩全-强-中-微风化均存在，裂隙、溶洞发育，岩体破碎，大部分溶洞有充填物，为碎石及亚粘土，少部分溶洞我充填；上泥盆统榴江组砂岩，主要为全-强-中风化，厚薄不一，强度低。在隧道中部灰岩段遇断层F7破碎带（桩号：K72+995～K73+045）， 影响长度约50m，岩体倒转或复式褶皱相对发育。基于以上情况此隧道施工难度之大在广东省内罕见。针对该隧道所遇断层及岩熔的具体特征，以新奥法为依托，加强超前地质预报、预测，采用预加固（超前小导管注浆加固），自进式锚杆、预排放（钻孔排水）等措施和合理的开挖方法、稳妥的支护手段，保证了隧道施工安全，实现了隧道新奥法施工快速掘进。
2岩溶段施工
2.1 方案选择原则
2.1.1 稳固后方、加固前方，安全第一，经济性强。
2.1.2采取综合超前地质预报的措施查明各施工面前方的地质情况，探明断层破碎带的产状及与隧道平面的位置关系，探明溶洞的大小、位置、充填等岩溶发育情况，动态调整支护参数、动态施工，防止发生地质灾害。
2.1.3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，因地制宜地选择施工方案及备用方案，一旦一种方案不能实施或实施效果差时，能较好地转换为替代方案。
2.2施工方案
根据隧道掌子面或掌子面前方的围岩情况采用不同的施工方案，确保隧道施工安全及质量。道掌子面围岩为上软下硬或一边软一硬的情况：先开挖软的部分，再开挖硬的部分。首先采用超前地质预报探明掌子面的前方地质情况，根据软弱围岩的方向、范围、长度等确定施工处理方案。
2.2.1 如软弱部分的长度小于或等于10米
超前支护采用单层或双层注浆小导管；初期支护采用喷射混凝土26㎝+I20a工字钢钢架+φ25中注式锚杆长350㎝或φ25自进式注浆锚杆350㎝；二衬采用50㎝厚防水C25钢筋混凝土；开挖预留沉降量15㎝。
2.2.2 如软弱部分的长度大于10米
超前支护采用管棚，施作如下：材料采用管子径φ108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管,钢管前端呈尖锥状，管棚节长3m和6m,钢管由1x3+2x6+1x3=24m和3x6=24m两种组成；间隔布置，环向间距中至中为40cm，钢管轴线外插角(与水平线角度)为8°；管棚导向管 127、壁厚5mm、长400cm；钢管接头采用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于20cm，相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于2.0m；钢花管上钻注浆孔,孔径 10mm,孔间距15cm，呈梅花型布置，钢管尾部(孔口段)4.0m不钻花孔作为止浆段；掌子面前方设置三榀长管棚导向钢架，将钢架与钢插管焊接，以便固定钢架；导向架采用I20b工字钢制作，固定导向架的钢插管环向间距1.0m布置一处，每处两根；每榀钢架之间用 22钢筋拉杆联结，拉杆按环向间距1.0m布置； 长管棚注浆以水泥单液为主浆，浆液用42.5级普通硅酸水泥和水配置（水灰比:1:1），注浆压力为初始压力0.5～1.0MPa，终止压力1.5～2.0MPa。初期支护与“2.2.1”点相同。
保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理，增强隧底承载力；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。处理顺序为：封闭掌子面→施作套拱→施作超前大管棚→挖除坍塌体→洞身开挖、支护→边墙及基底加固处理→坍塌溶腔回填处理。
3溶洞或塌方处理
溶洞分为无充填、半充填、全充填三种，根据充填的实际情况确定实用的处理方案；塌方按塌体体积的大小确定处理方案。
3.1无充填溶洞
如空洞在开挖轮廓线以内则不作处理；如在廓线以内以外底板厚度大于5.0m视洞底与开挖轮主廓线间的底板厚度大小作处理，底板厚度小于5.0m往洞内灌注C25混凝土形成护拱（总厚度不小于5.0m），再开挖掌子面。
3.2 半充填、全充填溶洞
半充填、全充填溶洞的充填物主要是碎石及亚粘土，溶洞在开挖轮廓线以内则或在开挖轮廓线外5.0m不作处理，其余根据溶洞体积大小按“2.2.1、2.2.2”点方案施工。
3.3塌方处理
隧道施工塌方在所难免，处理顺序是先用喷射混凝土封闭掌子面 ，在未探明前方地质情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，依靠坍塌体的支撑掌子面，防止塌方进一步扩大，立即对掌子面进行封闭处理。采用喷射C20混凝土或钢纤维混凝土封闭坍塌体表面，厚度为20cm，掌面前方自溶腔内涌出块石、碎石夹黏土等充填物稳定掌子面作用，坍体暂不挖除。后根据塌体的具体情况按“2.2.1、2.2.2”点方案施工。再对塌腔作充填处理，为确保隧道衬砌结构安全，保证运营安全，需对拱部坍塌的溶腔进行回填处理。在综合考虑周边环境及溶洞状态，并结合隧道结构特点，采用C20泵送混凝土或水泥砂浆回填；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，层厚不大于30cm，每次泵送混凝土厚度不得超过2m，且方量不超过50m3。
4 施工注意事项
4.1必须做好地质超前预报和监控量测工作。在开挖前必须探明掌子面前方的地质情况，根据掌子面围岩的具体情况主要采用“TSP超前地质探测”、 “地质雷达探测”、 “超前地质钻探”等；在开挖后要及时布点监测，及时掌握围岩的变形情况、及时采取加固措施，以策安全。
4.2此隧道地质复杂，开挖时必须采用短进尺、弱爆破、多土地循环，初期支护紧跟掌子面的原则进行施工，超浅埋段采用人工开挖；溶洞破壳时用微爆破辅以人工开挖。
4.3根据隧道掌子面的出（涌）水状况决定是否采用双液注浆，双液注浆中水玻璃波美度为40，模数为2.4，注浆压力1.0~1.5Mpa，注浆完成后采用胶泥（40Be水玻璃拌合425水泥）将导管周围封堵。
4.4必须对边墙及基底进行加固处理，锁脚锚杆必须靠、与拱架连接必须稳固。
4.5加强施工管理，施工单位要按施工组织的要求科学组织施工，严格管理，
安全施工。
5结语
通过以上处理措施的实施，施工安全的通过溶洞，经监控量测表明，围岩变形已稳定，支护结构表面无明显渗漏水现象。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。
参考文献
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