以安六高(gao)速大用隧道隧底加固為背(bei)景(jing)，介紹了(le)該工程(cheng)DK38+290～DK38+330段的岩(yan)溶處(chu)理技術，提供(gong)了一種隧底加固技術(shu)。本(ben)工程的難點在(zai)於大型(xing)全充填溶洞下方存在的串(chuan)珠(zhu)狀溶洞，在實(shi)際(ji)施工中，先用袖閥管對下方的串珠狀溶洞進行加固，再用旋噴樁對隧道底板的大型全充填溶洞進行(xing)加固。工程實踐證(zheng)明:采取(qu)的隧底加固技術有效解決(jue)了隧道下方溶洞不穩定的問題，施工過(guo)程中的安(an)全得以(yi)保障(zhang)。

      關鍵詞：隧道工程;充填型溶洞;隧底加固技術;袖閥管加固;旋噴樁加固;

        0 引言(yan)

       交(jiao)通設施建設中溶洞困擾著國內外(wai)學(xue)者和(he)工程人員(yuan)。岩溶問(wen)題(ti)通常伴(ban)隨(sui)著岩溶水、岩溶裂隙(xi)和岩溶洞穴等(deng)問題[1]，如果處置不(bu)當，引起的後果輕則施工進度緩慢(man)、人力(li)物力浪(lang)費(fei)，重(zhong)則對(dui)施工人員生命安全造成威(wei)脅(xie)，所以積(ji)極開展關於岩溶地區隧道施工的安全技術研(yan)究與(yu)施工要(yao)點分析，對於工程的安全建(jian)設(she)具(ju)有(you)重大意義(yi)[2]。

       目前國(guo)內外許多學者，也(ye)都結合(he)工程實際對岩溶問題進行分析(xi)，馬鳳山等[3]結合金川二(er)礦區開(kai)采實際，采(cai)用數值模(mo)擬(ni)軟件對充填礦山開采時(shi)的受(shou)力特征(zheng)，得出(chu)在開采過程中山體會出現整體變形(xing)，並確(que)定了破(po)壞失穩的危險區域(yu);張小(xiao)剛等[4]采用(yong)數值(zhi)模擬及現場試驗(yan)相(xiang)結合的方(fang)法(fa)，對深井(jing)軟(ruan)岩巷道的穩定性及支護(hu)方案進行了研究，提(ti)出了“錨(mao)網(wang)+噴射混(hun)凝(ning)土+鋼支架支(zhi)護”的複合支護技術，經現場(chang)驗證，采用該(gai)複(fu)合支護方案(an)能夠(gou)有效控製軟弱(ruo)破碎(sui)圍岩巷(xiang)道的變形破壞;王睿等[5]通過對礦山的地質(zhi)特(te)征進行分析，提(ti)出了一種在該地質條件下的施工技術，並給出了相應的非線性計算方法;柳軍修等[6]基於(yu)FLAC3D提供的本構模型二次開發平台，並通(tong)過上海(hai)結構性(xing)黏土(tu)K0固結三軸不排水剪切(qie)試驗模擬驗證該模型的合理性，還(hai)在此基礎上分析黏(nian)土結構性和膠結吸(xi)力對地表沉(chen)降的影響;還有部(bu)分學者通過有限元(yuan)軟件對溶洞充填(tian)物的強度(du)和變(bian)形性質進行了分(fen)析[7,8]。

        結合上述結論發現(xian)，天(tian)津不同(tong)工程的溶洞加固方法也不盡相同，故對於不同的工程采用相同的加固方法會(hui)存在一定的偶然性，從而給工程施工帶來隱(yin)患。因此，有必要對隧道的充填溶洞加固技術進行研究，給出合適的加固方案。

         1 工程概(gai)況

         1.1 工程簡(jian)介

          安六(liu)高速大用隧道地處貴州省六枝～黃桶區間，屬於雙線鐵(tie)路(lu)隧道，左(zuo)、右線間(jian)距約(yue)4.6 m，更(geng)大埋深約130 m。地形起伏(fu)較大，平緩地帶植被較少，土體穩定性一般。

         1.2 溶洞發育(yu)特征

         大用隧道出口DK38+260～+345段隧道底部溶洞發育，隧道穿越一大型溶洞，隧道的內軌頂麵標(biao)高為1333.4～1332.6 m，進口端DK38+293～DK38+304段有部分灌(guan)注(zhu)樁下的溶洞發育較深，給施工帶來諸多(duo)困難;隧頂(ding)以上20～25 m為充填軟黏土的溶洞，再向(xiang)上(shang)25 m至地表(biao)處為(wei)空溶腔;隧道右(you)側邊(bian)牆至(zhi)溶洞邊緣(yuan)寬約38m，左側(ce)邊牆至溶洞邊緣寬約27 m。隧道下方充填物為黃(huang)褐色及(ji)黑色(se)軟塑狀(zhuang)黏土，充填厚度約20～30 m，隧道上方充填物(wu)以灰黃色、黃色黏土夾(jia)塊(kuai)石(shi)為主(zhu)，土質鬆散，充填厚度約20 m。兩種地層的分界線(xian)標高約1300 m。

          隧底補勘芯(xin)樣岩石強度大部分在35.9～63.7MPa之間，更高可達106.8 MPa。雨季隧道內湧水(shui)量較(jiao)大。具體情(qing)況如圖1所(suo)示(shi)。

        圖(tu)1 溶洞形態圖(tu) 下載原圖(tu)

        2 隧底岩溶整(zheng)治技術特點

        2.1 袖閥管注漿加固

         首(shou)先采用鋼製袖閥管對隧底進行加固，袖閥管應(ying)向下延伸至底部溶洞下方至少1 m處，其(qi)目的是為了對隧底的串珠狀溶洞進行加固，防止施工期和運營(ying)期的上部荷(he)載(zai)對隧底溶洞的擾動，形成二次破壞。袖閥管(guan)具體布置圖如圖2所示。

        圖2 袖閥管平麵布置(zhi)示意圖 下載原(yuan)圖

         2.2 旋噴樁加固

          天津袖閥管施工完成達到(dao)設計(ji)強度之後，需再使(shi)用Φ500mm旋噴樁對隧道穿越的大型充填溶洞進行加固，加固範圍是DK38+290～DK38+330，旋噴樁由隧底鋪砌底麵或已開挖樁體孔底進行旋噴加固，加固深度應到達層溶洞底以下50 cm基(ji)岩內或嵌入袖閥管加固區50 cm，其目的是(shi)保證隧道在全充填溶洞內的穩定性，防(fang)止因隧道下部失穩帶來的人員危險和隧道破壞。旋噴樁具體布置圖如圖3所示。

        3 施工工藝(yi)及操(cao)作(zuo)要點

        3.1 施工工藝流(liu)程

         袖閥管注漿加固施工工藝流程圖如圖4(a)所示，旋噴樁加固施工工藝流程如圖4(b)所示。

        3.2 袖閥管注漿加固

        根(gen)據鑽(zuan)探(tan)結果確定溶洞的範圍，對隧道下方的溶洞進行加固，采用袖閥管對隧道穿(chuan)越的大型充填溶洞與下方串珠狀溶洞進行加固。袖閥管呈1.0m×1.0m間距布置、梅(mei)花型布置，袖閥管深入串珠狀溶洞底部基岩不小於1.0m。

         3.2.1 袖閥管注漿工藝

       (1)鑽孔(kong)直(zhi)徑為Φ146mm，鑽孔垂(chui)直度誤差小於1%。

       (2)采用Φ76mm×6mm鋼製(zhi)袖閥管，袖閥管采用鋼管特質加工，管口應加蓋或其他方式保護，管底封(feng)閉(bi)。在每圈(quan)射(she)漿(jiang)孔兩側各(ge)置一個管箍，采用Φ6mm鋼筋加工，與袖閥管連接(jie)處采用焊(han)接連接。

         圖3 旋噴樁平麵布置示意圖 下載原圖

        圖4 施工工藝流程圖 下載原圖

        (3)袖閥管注漿采用探灌結合的施工方法，即施工中利用鋼製袖閥樁鑽孔進一步探明(ming)溶洞位(wei)置及其邊界等，當發現與本設計不一致(zhi)時應及時提出，以便處理，確保安全;施工過程中應時時關注注漿壓(ya)力，當壓力過大時，應調整注漿工藝，間歇注漿，並(bing)及時報(bao)告相關單(dan)位，以便處理。

       (4)袖閥管應盡量安裝在孔中央(yang)，下管到位後，在管體與鑽孔壁間灌注套殼(ke)料。

        (5)同一排(pai)注漿孔應采用間隔跳躍(yue)式注漿，注漿完(wan)成後應采用水泥(ni)漿堵口。

       3.2.2 設計參數(shu)

         根據注漿部位的不同，應當進行現場實驗對注漿壓力進行動(dong)態調整。

         3.2.3 施工順序

          奇(qi)偶跳(tiao)開，跳槽間隔施作，跳孔進行，特別應注意(yi)先(xian)進行兩側注漿，在進行中部注漿，以更大限度限製漿液流失。其中外側孔應低(di)壓、緩凝壓注水泥漿。

        3.3 旋噴樁加固

         (1)旋噴樁直徑(jing)500mm，間距1.0m×1.0m、交錯(cuo)布置。

          (2)旋噴樁從隧底鋪(pu)砌麵(mian)或已開挖樁體孔底開始旋噴加固，加固深度應嵌入隧底層溶洞底以下基岩50 cm或嵌入袖閥管加固區50 cm。

        (3)樁底1.0 m範圍內需至少(shao)反(fan)複旋噴一次，以防止樁底與基岩麵間銜接不到位。當旋噴樁遇(yu)到塊石或(huo)者(zhe)需要穿過基岩時，先采用Φ89地質鑽孔開孔至設計深度再進行旋噴加固，當遇到軟塑(su)狀黏土夾少量角(jiao)礫時可直接貫入噴射管進行旋噴加固。旋噴樁平均(jun)樁徑d=500 mm，樁體抗壓強度不小於3.0MPa。

          (4)旋噴樁中應加入氯(lv)化(hua)鈣(CaCl2)早(zao)強劑(ji)，摻入量為水泥用量(liang)的0.1%。其目的是為了使旋噴樁施工後能(neng)安全且(qie)迅(xun)速(su)地起(qi)到支護和承載作用。

       (5)旋噴樁施工前(qian)，應施作廢(fei)漿池，避(bi)免旋噴樁施工廢漿汙(wu)染(ran)隧道內作業(ye)環(huan)境。

         (6)施工中應利用旋噴樁鑽孔進一步探明溶洞狀態及填充物性質，若(ruo)與本圖不一致時應及時提出，以便(bian)處理，確保安全。

        (7)高壓噴射注漿過程中，由於壓力較大且岩層間的強度存在差異(yi)，容易發生串漿的情況(kuang)，從而(er)影響鄰孔質量，故施工過程中應跳打一孔，一般兩孔間距大於2 m。

       4 質量控(kong)製

        4.1 袖閥管施工質量控製

       (1)加固施工完成14d後，應對袖閥管的施工質量進行檢測，檢測(ce)應符(fu)合以下要求:

        ①檢測取芯率大於70%。

         ②抽(chou)檢數量不小於總孔數的5%。

       ③在不同位置鑽孔取芯試驗。

         (2)鑽孔岩芯連(lian)續(xu)性較好(hao)，岩芯內基本無縫隙。

          (3)為方便實施也可采用根據試驗段確定的透水率值，不宜(yi)大於47。

          4.2 旋噴樁質量控製

          (1)注漿壓力不得小於25 MPa，並且根據(ju)現場試驗確定參數進行旋噴，其漿液流量一般不小於30L/min，提升速度一般控製在0.1～0.25 m/min。

         (2)旋噴過程中及旋噴施工完畢(bi)後，隧底冒(mao)出漿液務必采用人工清除，以免破壞旋噴樁。

          (3)施工中嚴格按“先揭示，再判斷，後處理，及時防護、襯砌”的施工過程進行，嚴(yan)禁(jin)盲(mang)目開挖回填。

        (4)現場施工過程應逐段進行，加強監測，必(bi)要時加設支撐，一旦(dan)出現異常，應立即停(ting)止施工。

        5 結語(yu)

        (1)對類似(shi)發育的溶洞，先采用袖閥管對大型充填溶洞下方的串珠狀溶洞進行加固，後使用旋噴樁對隧道整體進行加固;

         (2)通過監測數據來看，該工法的應用保(bao)證了施工質量和施工進度，施工全過程處於安全、穩定、快速、優(you)質的可(ke)控狀態。

          但該工法在施工進度、節約投(tou)資(zi)等方麵還有提升空間。