遵毕岩溶地质高速公路施工技术

　　摘要：遵毕高速公路金沙至毕节段位于黔西北地区，地质以灰岩为主，施工过程中，多次遇到或大或小的溶洞，给路基、隧道、桥梁桩基施工造成很大难题。本文主要根据将军山大桥、阁丫沟特大桥、苏家寨隧道、主线路基施工中遭遇溶洞时的处理方案，总结了岩溶地区高速公路溶洞处理技术。

　　关键词：岩溶地质;高速公路;施工技术

　　Abstract: In compliance with completion of highway Sands Bijie segment is located in Northwest Guizhou, geology dominated by limestone, large or small cavities in the construction process, repeatedly encountered great difficulties caused to the roadbed, tunnel, bridge pile foundation construction. In this paper, according to General Hill Bridge, the Court Ah ditch Bridge, Su Luojiazhai Tunnel, experienced cave in the main line of roadbed construction processing program, summed up the karst area freeways cave processing technology.

　　Key words: karst geology; highway; construction technology

　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

　　一、工程概况

　　遵毕高速公路第22合同段全长5.989km，整体式路基宽24.5米，分离式路基半幅宽12.25米。公路设计速度80km/h，位于黔西北地区。全标段主要为喀斯特地貌，地质以灰岩为主，溶洞较多较深，给高速公路施工造成很大困难。本文结合主线路基、苏家寨隧道及将军山大桥、阁丫沟特大桥施工中的溶洞处理，详细总结了一整套岩溶地区高速公路溶洞施工技术，为同类工程施工起到一定借鉴作用。

　　二、溶洞处理总体方案

　　高速公路施工中遭遇溶洞时，应根据溶洞的具体位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件等综合分析、因地制宜的采取下列处理技术。

　　1)对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞等方法处理;

　　2)对洞口较大的洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越。跨越结构应有可靠的支承结构。梁式结构在岩石上支承长度应大于梁高的1.5倍，也可采用浆砌块石等堵塞措施;

　　3)对于位于承重较大结构物基础位置的溶洞，除采用常规的片石回填、浆砌片石或碎石换填外，必须进行注浆处理以达到基础稳定的目的;

　　4)对桥梁桩基处出现的溶洞要针对具体情况对症下药，必要时改变施工工艺。

　　三、溶洞处理技术

　　1、路基溶洞处理技术

　　⑴ 跨越处理

　　ZK1741+800处在清表过程中发现一溶洞，溶洞洞口为横向，入洞后斜向下发育。在处理溶洞洞口的过程中，溶洞洞口变大。该里程段是高填方地段，处理方案如下：先用大块石将外露洞口漏斗底部堵死，然后用片石填筑成一个工作平台后，将四周岩壁挖出凹槽，然后进行钢筋混凝土盖板现浇，钢筋混凝土盖板需嵌入四周岩壁的凹槽中，盖板尺寸根据现场实际地形确定，厚度为1m。

　　⑵ 回填处理

　　YK1737+080～YK1737+150为挖方路基，挖至路床设计标高后，路床地质为硬质灰岩，但路床表面有许多溶洞，溶洞底部互相连通，顶部岩层较薄，深度约5m。

　　处理方案：将溶洞顶部岩层炸开，然后采用片石回填。

　　2、隧道溶洞处理技术

　　苏家寨隧道为分离式隧道，左幅长800米，最大埋深46米;右幅长803米，最大埋深40米，隧道位于圆曲线上。

　　⑴ 冒顶处理技术

　　隧道左洞掘进至ZK1738+261处遇到溶槽，溶槽内填充物为高含水量粘土。在爆破开挖后，溶槽内填充物迅速塌落并将隧道填满。经洞顶地面勘察，发现溶槽上方连接处为两山峰所夹冲沟。处理措施为：

　　首先，将洞顶塌陷处不稳定坑壁进行卸载，并采用喷锚网的形式对边坡进行加固;其次，清运洞内塌落土方，边清运土方边进行正洞初期支护;接着，在正洞初期支护背后浇注钢筋混凝土缓冲层;再接着，施工正洞防排水和二次衬砌;最后，进行洞顶塌陷坑洞的回填。

　　① 洞顶不稳定边坡卸载及边坡加固

　　经到洞顶塌陷坑洞周围勘察发现，溶槽顶部与两山之间的冲沟相连。地面塌陷后坑壁坡度很陡且不稳定，为了保证洞内施工安全，将边坡先进行卸载和加固。

　　对于深度小于8米的，卸载后坑洞内边坡坡度1:1，边坡喷锚网防护：锚杆为3.5米长药卷锚杆，间距1.2米，梅花形布置;钢筋网为Ф6.5HPB235，网格尺寸25cm×25cm，随受喷坡面起伏铺设，与受喷面最大间隙不大于30毫米;C20喷射混凝土，厚度8厘米。

　　对于深度大于8米的坑壁，保留其塌陷后自稳坡度，对该部分边坡加固措施为：Ф42×4mm注浆导管，长度4米，间距1.2米×1.2米梅花形布置;钢筋网为Ф6.5HPB235，网格尺寸25cm×25cm，随受喷坡面起伏铺设，与受喷面最大间隙不大于30毫米;C20喷射混凝土，厚度8厘米。

　　② 清运洞内塌落土方并进行正洞初期支护

　　塌陷坑洞边坡卸载和加固完毕后，即可进行洞内出碴和洞内初期支护的施工。清运塌方土体时，采用环形开挖留核心土法，严格控制开挖进尺在0.5～1.0米范围内，核心土面积不小于整个断面面积的50%。开挖后及时施工喷锚支护、安设I18工字钢拱架支撑，相邻钢架用Ф22HRB235钢筋可靠连接，拱脚处采用L=4.0米Ф42×4mm锁脚钢花管。上台阶支护完成且喷射混凝土强度达到设计值的70%后，开挖核心土和下台阶。

　　冒顶处初期支护的喷射混凝土分三层进行喷射，先喷射中间层再喷射内外两层。喷射中间层混凝土之前，为保证中间层喷射混凝土能满足自稳，起到悬挂支撑的作用，在钢筋网片外侧铺设4 cm厚木板，与钢筋网间距不小于3cm，待中间层混凝土强度达到设计强度后将木板拆除。最后再施工冒顶处内外层喷射混凝土，

　　③ 浇注初支背后钢筋混凝土缓冲层

　　待喷射混凝土强度达到设计值后，即可浇注初期支护背后缓冲层钢筋混凝土。混凝土标号C25，厚度1.5米，内设双层Ф22HPB235双向钢筋网，网格尺寸20×20cm，两层钢筋网之间用Ф8HPB225箍筋连接。

　　④ 施工防排水和洞身二次衬砌

　　该段隧道仍遵循整体的“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则采用整体的排水体系，使该段隧道防水可靠，排水畅通，保证今后的运营期不渗不漏，基本干燥。

　　⑤ 夯填洞顶塌陷坑洞

　　待二次衬砌混凝土强度达到设计强度后由人工夯实回填土方，回填厚度在缓冲层混凝土以上1米后，方可用机械回填。

　　⑵ 隧道拱顶及拱腰部位出现溶洞，加强一个级别支护并在初支后加设护拱。

　　苏家寨隧道掘进至ZK1738+395掌子面，揭示溶洞范围扩大，溶洞从隧道拱顶延伸至左边墙部位，环向长度约9m，纵向长度5m，高度约4.5m。溶洞大部无填充物，周边局部偶有填充物掉落，溶洞壁较稳定。

　　处理方案如下： ZK1738+395～ZK1738+390段架立I18型钢拱架，间距60cm，溶洞部位挂φ6.5双层钢筋网(间距为25×25cm)，喷射60cm厚C20混凝土形成护拱，在护拱底部设置φ100mm软式透水管，间距1m/道;其余初期支护除喷射混凝土厚度调整为24cm外，其余部分仍按原设计施工。

　　⑶ 回填加跨越处理

　　苏家寨隧道右洞YK1738+240处有一溶洞横向贯穿掌子面，分别向仰拱底部及左侧拱腰处发育，洞口平均宽度4米左右，洞深实测80米仍未见底。

　　处理方案为：溶洞底部采用片石倾填至适宜高度有安全工作面后用浆砌片石回填，浆砌片石厚度控制在5～8米，浆砌片石顶部采用钢筋砼板进行跨越处理;拱腰处溶洞区域初期支护按S-Vb衬砌类型进行施工，初期支护施工完成后，在初期支护后面的溶洞内填充60cm厚的C25混凝土作护拱处理。

　　3、涵洞基底溶洞处理技术

　　K1741+880涵洞右侧台阶在开挖基底过程中发现溶洞，经清理后观察，为裂隙岩层。

　　解决方案：挖开的坑洞用浆砌片石回填。墙身部分的溶槽裂隙由承包人先进行清理，如溶槽向下不扩散，则采用浆砌片石回填，如溶槽向下不断扩散，则在基底下设钢筋砼盖板跨越溶槽，其下用浆砌片石回填。

　　现场实际施工中，清理溶槽内土后未发溶槽现扩散，采用浆砌片石回填。2010年10月涵洞施工完成，后填方渐高后(20m)，涵洞产生了不均匀沉降，对涵洞基底进行注浆处理后稳定。

　　4、桥梁桩基溶洞处理技术

　　⑴ 将军山大桥设计为钻孔桩，设计桩长13米，现场施工中实施为挖孔桩，挖孔过程中，经常出现或大或小的溶洞。

　　处理方法为：在桩基侧壁的溶洞的则回填浆砌片石处理;在桩径内的则继续下挖。所幸未出现较大的空洞，也未发生人员掉落或灌注超方的事件。

　　因地质原因，平均桩长达21m，最深的桩长挖至36米。

　　此桩基回填后继续钻孔，如此反复，从2010年7月10日至12月13日，依旧没有制止住，回填物由粘土变为粘土拌合水泥，到片石，再到混凝土，仍没有达到既定效果，最后一次塌孔范围较大，钻机已倾斜。泥浆流至1公里外一处峭壁。

　　最后，撤走钻机，全部回填后实施为人工挖孔桩，孔壁使用C25砼厚20cm，设环向、竖向钢筋加强护臂，并设置锚杆，2011年3月挖孔57m后终孔。

　　⑵ 右幅7-2#桩基施工至设计桩底标高时孔壁遇溶洞，决定先采用C15砼对溶洞进行回填至溶洞顶部后，根据物探结果将桩基设计桩底标高加深3米。此溶洞则一次制止。可能原因：①、此溶洞本身较小;②、原大溶洞基本已被8-4号桩基漏浆回填住。

　　总结如下：位于岩溶地区桥梁桩基尽量施工为挖孔桩，若施工挖孔有困难的，需探明桥址处地质，尤其桩基点位必须进行钻探，并向当地“土著人”详细了解具体情况。出现漏浆现象及时采取措施，避免“久治不愈”、“无法治愈”的情况出现。

　　四、小结

　　岩溶地区高速公路施工，遭遇溶洞和溶槽给施工造成一定的影响较为常见。本文结合我单位担负施工的遵毕高速公路路基、桥梁桩基及隧道施工中遇到溶洞时的处理方案，介绍了岩溶地区不同位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件下的溶洞处理技术，对同类型工程施工有一定的借鉴作用。

　　参考文献

　　《公路隧道施工技术规范》 (JTG F60-2009)

　　《公路隧道施工技术细则》 (JTG/T F60-2009)

　　《公路路基施工技术规范》 (JTG F10-2006)

　　《公路桥涵施工技术规范》实施手册 (JTG/T F50-2011)

　　《石灰岩地区桩基设计与施工》 西江大学学报，2002

　　《岩溶地基稳定性评价与工程处理勘察科学技术》 黄伯瑜 1988