岩溶隧道溶洞防护及处理施工技术

第44卷第9期

2 0 1 8 年 3 月

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol. 44 No. 9Mar. 2018

文章编号：1009-6825 (2018) 09-0170-02

岩溶隧道溶洞防护及处理施工技术

田育庆

(中铁（贵州）市政工程有限公司，贵州贵阳550025)

摘要:毕都高速鸡公山隧道通过可溶性岩溶地段，隧道最大埋深380 m。隧道开挖中穿过大型溶洞,根据对该溶洞的地质分析和 工程结构特点，提出了溶洞防护和治理方案设计，并对该隧道施工中穿越的大型溶腔首次采用自密实混凝土回填、腔顶竖向立柱 加固等施工方法,解决了高风险特长岩溶隧道超大型溶洞工后沉降等技术难题。关键词：隧道工程，岩溶,溶洞治理方案

中图分类号:U455

文献标识码:A

方向左侧，底板上高约3.5 m，该溶洞为一较大的空溶洞，整个溶 腔形态复杂，由多个溶腔、大厅串通而成，经现场核实:溶腔纵向 延伸长约60 m,横向宽约30 m ~ 100 m不等，高度约30 m ~60 m 不等，溶腔壁溶蚀破碎较严重，洞壁附着大量危岩,施工震动后掉 块及局部小坍塌较重，溶腔内无水，整个溶腔洞底堆积有大块石 及碎石土，无水流痕迹，详见图1。

〇引言

岩溶是地下水和地表水经过不断补给、径流、渗透对可溶性 地层进行化学和机械混合作用的产物，由于岩石存在裂隙以及 水对岩石的侵蚀性和流通性，故在岩溶地区施工就会有很大的

困难[1_3]。岩溶对山岭隧道的施工危害主要表现在4个方面:洞 害、水害、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷[4’5]。岩溶地貌在我 国广泛分布，岩溶的地质条件较为复杂。如果所修建的隧道穿 越岩溶地区，就会给隧道工程加大施工难度[6’7]。针对这种情 况，在岩溶地区施工时，应完善施工方案，采取有效的应对措施， 并及时处理可能发生的突发状况，有效的保障岩溶隧道施工效 果和工程质量。本文通过对鸡公山隧道岩溶区段施工进行探 讨，提出针对鸡公山隧道岩溶区段施工的具体策略，指导该岩溶 隧道施工。

a)溶腔断面

图1大型溶腔

b)溶腔落石

1工程概况

2

过溶洞段防护措施

2.1 整体防护梁防护

岩溶是鸡公山隧道面临的施工难题。鸡公山隧道位于关岭 至普安区间，为双线单洞隧道，最大埋深380 m，隧道设计纵坡为 人字坡，隧道进口端接关岭站，进口里程DK852 + 772,出口里程

DK864 +654,全长11 882 m,鸡公山隧道为岩溶隧道，可溶岩长度

贝雷架底部设置柔性钢丝绳防护:钢丝绳锚固在D1K862 + 202 ~D1K862 +243两端稳固地段的地梁上，钢丝绳采用小32,横 向间距为20 cm,钢丝绳上铺设双层$12钢筋网片，间距20 cm， 两层钢筋网片网格应错位布置，以确保施工安全。

>-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-C

为9 063 m，占全隧道长度的76%。鸡公山隧道2号横洞工区开 挖至D1K862 +196,开挖揭示出大型溶洞，溶洞揭示口处于线路

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

好结构形式,同时要进行严格的受力计算，确保施工安全,确保成 桥质量符合要求。通过本桥的施工实践，验证和改进了合龙段劲 性骨架的施工，可供同类型工程参考。

参考文献：[1 ] TZ 324—2010,铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑

施工技术指南[z].

[2] 何淅淅.混凝土结构设计基本原理[M]•北京：科学出版社，

2005.

[3] 江正荣，朱国梁.简明施工计算手册[M].北京：中国建筑工

业出版社,2005.

Pier beam temporary consolidation

construction technique in continuous beam cantilever casting

Abstract ： It is generally that apply the pier beam temporary consolidation as a normal form in the hanging basket method of the concrete continu­ous beams construction. The form selection and calculation of the pier beam temporary consolidation would directly affect the process of continuous beam cantilever casting construction. In order to meet requirements of safety and efficiency, a simple, workable and reliable technique, the pier beam temporary consolidation technique, has been chosen as a temporary consolidation method in this paper, rigorous mechanical calculations will also be introduced in this paper, to ensure the security of the cantilever casting construction and to meet the quality requirements on the completed bridge. Besides, this paper will provide an extensive reference for other similar engineering constructions.Key words： continuous beam, hanging basket, temporary consolidation

收稿日期=2018-01-16

作者简介：田育庆（1985-),男，工程师

(Zhunshuo Railway Co. , Ltdf Taiyuan 030013, China)Wang Shimin

第44卷第9期2 0 1 8年3月

田育庆:岩溶隧道溶洞防护及处理施工技术

• 171 •

根据溶洞形态，于D1K862 + 202 ~ D1K862 + 243段采用1-60 m 左右的双层贝雷梁作为工作平台，对该段洞顶及两侧一定范围内 采用锚喷加主被动防护网防护。贝雷梁采用双层加强型，每层设

置7组，每组3排。每组中贝雷梁横向间距为0.45 m，组与组间距 为0. 6 m,具体详见图2。

2台输送泵同时工作，混凝土由远及近浇筑，根据混凝土流动 情况及时增减前端泵管数量，并调整软管位置及方向，保证混凝 土摊铺均匀不离析。

混凝土分层浇筑溶洞除顶部局部连通外，其余地方为两个单

独溶洞，混凝土回填必须对称、分层回填，每层厚度不大于〇. 5 m。

2.2 溶洞顶部及洞壁防护

在贝雷梁上搭设支架，作为溶洞顶部处理工作平台。同时在 溶洞顶部采用主动柔性防护网（利用隧道两端牢固地段设置紧贴 壁面的钢丝绳，钢丝绳内侧设置钢筋网片），同时施工中根据现场 实际情况可对部分洞顶采用被动防护网加强防护，以确保施工安 全。洞壁根据现场溶蚀情况，对局部严重部位采用锚喷加被动防 护网加强支护。

溶洞洞壁采用锚喷参数:C30喷射混凝土厚30 cm, 4»8钢筋 网片，网格间距20 cm x20 cm,锚杆采用小25中空注浆锚杆，每根 长6 m,间距1.0 m X 1.0 m,交错布置。

施工过程中应加强洞壁围岩稳定性的监控量测，纵向按3 m 布设监控断面，每个断面根据围岩岩性分布情况布置监控点，原 则上每个断面检测点不得少于12个。

本文以鸡公山隧道过溶洞段施工为背景，在分析溶洞可能造 成的潜在危害及对施工的影响基础上，提出了过溶洞段的防护措 施及相应的整治措施，主要得到以下结论：

1)超大型溶腔首次采用自密实混凝土回填、腔顶竖向立柱加 固等施工方法，解决了高风险特长岩溶隧道超大型溶洞工后沉降 等技术难题。2)对岩溶洞穴处理的一般方法是通过使用多种注 浆材料、注浆工艺和方案进行加固和堵水，岩溶隧道的施工要因 地制宜，在经济允许的条件下使用可靠的技术。注浆在溶洞周围 的软黏土和空隙中只能起到填充、挤密、劈裂和置换作用,并不能 形成稳定连续的加固圈，但是注浆后的地层参数得到了明显提 升。在溶洞的超前支护和注浆加固的共同作用下,可保证隧道开 挖的安全。3)在岩溶隧道的施工中，施工单位和施工人员应制定 合理的施工技术方案,明确施工中可能会遇到的难点问题并及时 应对处理。对每一步施工进行有效监测，为岩溶隧道的动态设 计、施工决策和安全检测提供了详实可靠的依据。参考文献：

[1] 谢青华，贾新卷.隧道大型溶洞处治方案研究[J].科技展

望，2015,25(12) :9-10.

3大型溶洞治理方案

鸡公山隧道2号横洞工区开挖至D1K862 + 196,开挖揭示出

大型溶洞，该超大型溶腔采用自密实混凝土（具有高流动度、不离 析、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到密 实的混凝土）回填、腔顶竖向立柱加固等施工方法,避免了施工风 险，解决了高速铁路线路穿越高风险特长岩溶隧道超大型溶洞工 后沉降等技术难题。

[2] 王力.宜万铁路岩溶路基病害整治施工组织研究[D].成 1) 混凝土配合比设计。因进人溶洞底部施工作业安全隐患

极高，必须尽量少安排作业人员进人溶洞底部，所以在进行C20 都：西南交通大学,2014.普通素混凝土配合比设计时，要求混凝土具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，其坍落度控制在200 mm ~240 mm范围，坍落扩 展度控制在550 mm ~650 mm范围。

[3] 申志军.宜万铁路岩溶隧道修建关键技术[A].中国土木工

程学会、中国土木工程学会隧道及地下工程分会.中国土木 工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年

会论文集[C]. 2012:6.

2) 混凝土浇筑。混凝土由混凝土罐车运输到溶洞回填工作

面，在回填工作面位置布置2台HBT80型混凝土输送泵,1号输送 [4] 胡启军.岩溶隧道施工关键技术及其工程应用[J].山西建 泵布置在DK862 + 196处，2号输送泵布置在DK862 + 235处，为确 筑，2009,35(27) :301-302.保安全，混凝土输送泵距溶洞口不得小于5 m,如图3所示。

分别将2台输送泵的泵管通过弯头及软管接至溶洞底部，之 后1号输送栗在小里程侧溶洞、2号输送栗在大里程侧溶洞底部 沿洞壁布置一周，如图3所示，溶洞底部水平栗管搭设脚手架作 为支撑，保证泵管标高高于混凝土回填层标高，且混凝土自由倾 落高度不大于2 m。

[5 ]

陆少伟，何剑.岩溶隧道施工关键技术探讨[J ].铁道工程

学报,2009,26(3):43-47,53.

[6] 张民庆，黄鸿健,苗德海，等.宜万线隧道工程岩溶治理技术

与工程实例[J].铁道工程学报,2008( 1) :26-36,52.[7] 罗琼.岩溶隧道施工技术[J].铁道工程学报,2005(3): 65-71.

The protection and treatment technology of Jigongshan karst cave tunnel

(China Railway、Guizhou) Municipal Engineering Co.，Ltd，Guiyang 55QQ25，China)Tian Yuqing

Abstract ： Jigongshan tunnel goes through karst strata. The maximum depth of the tunnel is 380 m. The tunnel run across a large karst cave in the

construction. According to geological analysis and structural characteristics, the construction methods of self-compacting concrete and strengthe­ning the vertical column for the cavity roof are used for the first time in the large-scale dissolved cavities when the construction of tunnel passes through, which solves the technical problems on settlement of super-large karst cave in high-risk and long-karst tunnel.Key words ： tunnel engineering, karst, treatment scheme of karst cave