新桥隧道填充式溶洞处治方案研究.pdf

文章编号:():./.新桥隧道填充式溶洞处治方案研究林永鹏(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市)摘 要:以新桥隧道填充式溶洞处治方案为研究案例分析工程现场地质情况根据溶洞分布特征通过方案比选制定了有针对性的处治方案 文章采用的软基处理方案已在项目中成功应用研究结果可为类似工程案例提供参考 关键词:新桥隧道填充式溶洞软基处理方案比选中图分类号:.文献标识码:工程概况随着岩溶地区新建隧道逐渐增多岩溶隧道施工过程中也暴露出一些问题 新桥隧道位于贵州省安顺市关岭县上关镇丫口田、拉坡、坡料一带呈近南 北向展布 该隧道为分离式 小净距隧道左线长 右线长 为长隧道 建筑限界净空.(宽 高)六枝端、安龙端均采用削竹式洞门 隧道围岩以中风化灰岩、中风化泥灰岩为主溶洞区岩性为泥灰岩溶洞纵向分布范围为 .具体见表 文章对新桥隧道填充式溶洞处治方案进行研究并制定针对性处治方案以期为相关工程实践提供参考表 新桥隧道表隧道名称线位起点桩号终点桩号全长/净空/(宽高)洞门型式六枝端安龙端隧道型式长度分类新桥隧道左线右线 .削竹式削竹式削竹式削竹式长隧道 现场基本情况新桥隧道施工方向为六枝端向安龙端单向开挖 年 月 日隧道右洞施工至 时掌子面处揭露全充填型溶洞充填物为黄褐色黏土混碎石及灰褐色可塑黏土有轻微渗水现象现场照片见图 通过对该桩号所处位置原地面进行调查原地面未发现裂隙及裂缝现象 隧道左洞开挖时未见溶洞目前隧道左洞掌子面桩号为 左洞施工未受右洞不良地质影响图 新桥隧道右线 .掌子面现场照片 原设计地质情况 段围岩主要为:()中风化灰岩:节理裂隙较发育岩石 值取.值取.()中风化泥灰岩:节理裂隙较发育岩石 值取.值取.()中风化泥质白云岩:节理裂隙较发育岩石 值取.值取.地下水以岩溶裂隙水为主水量随大气降水量及节理裂隙变化而变化围岩富水性不均一透水性较弱洞身处围岩为较软岩 较坚硬岩岩体较破碎结构面较发育结合一般镶嵌碎裂结构 灰岩地下水修正系数 .软弱结构面取 .不存在高应力 计算.属级围岩 泥灰岩地下水修正系数.软弱结构北方交通 年 第 期面取.不存在高应力 计算.属级围岩 泥质白云岩地下水修正系数.软弱结构面取 .不存在高应力计算.属级围岩 段支护衬砌类型为 型 段支护衬砌类型为 型具体支护参数详见表 以上段落隧道埋深为 .处隧道埋深约 表 隧道衬砌主要支护参数表衬砌类型初期支护 喷混凝土系统锚杆长度间距超前支护长度间距锁脚锚杆钢架二次衬砌拱圈仰拱配筋双层环向 拱圈 钢花管.钢花管.钢花管.(封闭)厚钢筋混凝土.拱圈、仰拱 中空锚杆.钢花管.钢花管.厚钢筋混凝土 拱圈、仰拱 中空锚杆.钢花管.钢花管.厚钢筋混凝土 补充勘察主要成果()溶洞纵向分布范围为 .(当前掌子面桩号为 .)为填充式溶洞 隧道仰拱底部填充物厚度约为.隧道拱顶填充物厚度约为.隧道侧边墙填充物宽度约为.()根据已查明地质条件溶洞附近地层为三叠系中统关岭组第二段()泥灰岩呈灰色泥质结构层状构造节理裂隙较发育岩体较破碎结构面较发育结合一般岩层产状为 溶洞内充填物主要为黄褐色黏土混碎石()及灰褐色黏土()隧道仰拱底部存在软弱基础基底承载力小于难以满足隧道建设及运营需求()该溶洞水源主要为大气降水及基岩裂隙水溶洞与地表溶蚀洼地存在联通性强降雨、持续降雨等极端天气下有发生突泥涌水的可能 溶洞处治方案根据溶洞分布特征溶洞处治应从两方面考虑:隧道仰拱以上部分穿越溶洞的施工方法隧道仰拱以下部分穿越溶洞的施工方法(软基处理).隧道仰拱以上部分穿越溶洞的施工方法()将新桥隧道右线 .段支护衬砌类型由 型调整为 型 型衬砌的系统钢花管调整为 中空注浆锚杆.间距 (纵 环)梅花形布置()在 .处设置护拱(导向墙)护拱采用 厚 喷射混凝土纵向长度为 护拱内预埋 孔口管用于后续管棚支护架设 工字钢间距.管棚长度 采用 热轧无缝钢管要求确保打入基岩不小于()在初期支护钢拱架上、下台阶分界处以及边墙脚打设锁脚钢花管(热轧无缝钢管)每处 根要求确保打入基岩不小于.()施工方案采用临时仰拱环形开挖预留核心土法施工.隧道仰拱以下部分穿越溶洞的施工方法(软基处理)按照 软 基 深 度 可 划 分 为 两 段:.段该段隧底软基深度为.可直接采用碎石换填处理 .段该段隧底软基深度为.处理深度及范围较大需要制定比选方案进行技术和经济性论证.方案()在 .段隧道仰拱底部设置 厚 钢筋混凝土板混凝土板与仰拱之间的空隙采用 素混凝土填满()对 .段隧道仰拱底部的软弱基础采用钢管桩注浆加固钢管桩采用 注浆钢花管间距.梅花形布置 图 为该方案钢管桩示意图 年 第 期 林永鹏:新桥隧道填充式溶洞处治方案研究图 方案 钢管桩示意图.方案()对 .段隧道仰拱底部的软弱基础采用素混凝土桩加固方案()对于隧道的基底打设可采用机具矮小的钻机施工素混凝土灌注桩桩设计直径 混凝土强度 采用钻孔灌注法施工 素混凝土灌注桩在平面上呈正三角形布置 根据承载力要求估算设置间距为.如方案均按照软基平均深度 估算则打设入下卧持力层不小于 考虑可取平均深度 打设后形成设计强度需要 左右采用钻孔取芯检测强度、单桩承载力等质量检验.方案()对 .段隧道仰拱底部的软弱基础采用旋喷桩处理方案()旋喷桩以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成连续搭接的水泥加固体 该方案占地面积少机具高度仅.左右振动小噪音较低施工速度快.方案比选上述方案中隧道仰拱以上部分穿越溶洞的施工方法以及 .隧底软基处理措施相同仅 .段软基处理方案不同 因此针对 .段软基处理方案进行技术、经济性比选比选情况见表 表 方案、方案、方案 技术与经济性比选表优缺点对比方案方案方案优点便于施工工期较短采用 钢管 材料 利 用方便单桩强度高质量有保障施工简单综合报价较低施工速度快机具矮小零活适应地质能力强综合报价较低缺点钢管综合报价较高注浆效果不易控制混凝土强度增长形成设计强度需 左右采用钻孔取芯检测强度等质量检验成桩强度较低施工控制较难混凝土强度增长形成设计强度需 左右需要钻孔取芯检测强度等质量检验造价(变更增加)约.万元约.万元约.万元 注:表中软基处理范围为 .软基平均深度按照 估算.段软基处理费用约为 万元衬砌变更以及增加管棚产生费用约 万元方案 总造价.万元方案 总造价.万元方案 总造价.万元北方交通 年 第 期综合分析可知方案 造价略高但便于施工工期较短采用 钢管材料利用方便 为确保取材便利按时完工推荐方案 为最终处治方案 结语()文章所推荐方案 已成功实施经后期持续观测该段落二次衬砌情况未出现开裂、变形()采用“钢筋混凝土板 钢管桩”跨越软基的方案具有施工便利、工期较短、受力效果好等优点()相较于 法、法等工法文章采用的临时仰拱环形开挖预留核心土法具有施工便捷的优点 施工过程中若出现初期支护开裂、变形等问题应及时将开挖工法调整为 法或 法从而保证施工安全参考文献 中华人民共和国交通运输部.公路隧道施工技术规范:/.北京:人民交通出版社股份有限公司.李雄周王星星秦之富.云南省某高速公路隧道岩溶段处治技术研究.地下空间与工程学报():.王才业.贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术.路基工程():.高嘉丽.高压旋喷桩在新建铁路隧道基底加固中的应用价值研究.绿色环保建材():.(.).(上接第 页).年 第 期 林永鹏:新桥隧道填充式溶洞处治方案研究