摘要：遵畢高速公路金沙至畢節(jié)段位于黔西北地區(qū)，地質(zhì)以灰?guī)r為主，施工過程中，多次遇到或大或小的溶洞，給路基、隧道、橋梁樁基施工造成很大難題。本文主要根據(jù)將軍山大橋、閣丫溝特大橋、蘇家寨隧道、主線路基施工中遭遇溶洞時(shí)的處理方案，總結(jié)了巖溶地區(qū)高速公路溶洞處理技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：巖溶地質(zhì);高速公路;施工技術(shù)

　　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

　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104(2012)

　　一、工程概況

　　遵畢高速公路第22合同段全長(zhǎng)5.989km，整體式路基寬24.5米，分離式路基半幅寬12.25米。公路設(shè)計(jì)速度80km/h，位于黔西北地區(qū)。全標(biāo)段主要為喀斯特地貌，地質(zhì)以灰?guī)r為主，溶洞較多較深，給高速公路施工造成很大困難。本文結(jié)合主線路基、蘇家寨隧道及將軍山大橋、閣丫溝特大橋施工中的溶洞處理，詳細(xì)總結(jié)了一整套巖溶地區(qū)高速公路溶洞施工技術(shù)，為同類工程施工起到一定借鑒作用。

　　二、溶洞處理總體方案

　　高速公路施工中遭遇溶洞時(shí)，應(yīng)根據(jù)溶洞的具體位置、大小、埋深、圍巖穩(wěn)定性和水文地質(zhì)條件等綜合分析、因地制宜的采取下列處理技術(shù)。

　　1)對(duì)洞口較小的洞隙，宜采用鑲補(bǔ)、嵌塞等方法處理;

　　2)對(duì)洞口較大的洞隙，宜采用梁、板和拱等結(jié)構(gòu)跨越。跨越結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠的支承結(jié)構(gòu)。梁式結(jié)構(gòu)在巖石上支承長(zhǎng)度應(yīng)大于梁高的1.5倍，也可采用漿砌塊石等堵塞措施;

　　3)對(duì)于位于承重較大結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)位置的溶洞，除采用常規(guī)的片石回填、漿砌片石或碎石換填外，必須進(jìn)行注漿處理以達(dá)到基礎(chǔ)穩(wěn)定的目的;

　　4)對(duì)橋梁樁基處出現(xiàn)的溶洞要針對(duì)具體情況對(duì)癥下藥，必要時(shí)改變施工工藝。

　　三、溶洞處理技術(shù)

　　1、路基溶洞處理技術(shù)

　　⑴ 跨越處理

　　ZK1741+800處在清表過程中發(fā)現(xiàn)一溶洞，溶洞洞口為橫向，入洞后斜向下發(fā)育。在處理溶洞洞口的過程中，溶洞洞口變大。該里程段是高填方地段，處理方案如下：先用大塊石將外露洞口漏斗底部堵死，然后用片石填筑成一個(gè)工作平臺(tái)后，將四周巖壁挖出凹槽，然后進(jìn)行鋼筋混凝土蓋板現(xiàn)澆，鋼筋混凝土蓋板需嵌入四周巖壁的凹槽中，蓋板尺寸根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形確定，厚度為1m。

　　⑵ 回填處理

　　YK1737+080～YK1737+150為挖方路基，挖至路床設(shè)計(jì)標(biāo)高后，路床地質(zhì)為硬質(zhì)灰?guī)r，但路床表面有許多溶洞，溶洞底部互相連通，頂部巖層較薄，深度約5m。

　　處理方案：將溶洞頂部巖層炸開，然后采用片石回填。

　　2、隧道溶洞處理技術(shù)

　　蘇家寨隧道為分離式隧道，左幅長(zhǎng)800米，最大埋深46米;右幅長(zhǎng)803米，最大埋深40米，隧道位于圓曲線上。

　　⑴ 冒頂處理技術(shù)

　　隧道左洞掘進(jìn)至ZK1738+261處遇到溶槽，溶槽內(nèi)填充物為高含水量粘土。在爆破開挖后，溶槽內(nèi)填充物迅速塌落并將隧道填滿。經(jīng)洞頂?shù)孛婵辈欤�發(fā)現(xiàn)溶槽上方連接處為兩山峰所夾沖溝。處理措施為：

　　首先，將洞頂塌陷處不穩(wěn)定坑壁進(jìn)行卸載，并采用噴錨網(wǎng)的形式對(duì)邊坡進(jìn)行加固;其次，清運(yùn)洞內(nèi)塌落土方，邊清運(yùn)土方邊進(jìn)行正洞初期支護(hù);接著，在正洞初期支護(hù)背后澆注鋼筋混凝土緩沖層;再接著，施工正洞防排水和二次襯砌;最后，進(jìn)行洞頂塌陷坑洞的回填。

　　① 洞頂不穩(wěn)定邊坡卸載及邊坡加固

　　經(jīng)到洞頂塌陷坑洞周圍勘察發(fā)現(xiàn)，溶槽頂部與兩山之間的沖溝相連。地面塌陷后坑壁坡度很陡且不穩(wěn)定，為了保證洞內(nèi)施工安全，將邊坡先進(jìn)行卸載和加固。

　　對(duì)于深度小于8米的，卸載后坑洞內(nèi)邊坡坡度1:1，邊坡噴錨網(wǎng)防護(hù)：錨桿為3.5米長(zhǎng)藥卷錨桿，間距1.2米，梅花形布置;鋼筋網(wǎng)為Ф6.5HPB235，網(wǎng)格尺寸25cm×25cm，隨受噴坡面起伏鋪設(shè)，與受噴面最大間隙不大于30毫米;C20噴射混凝土，厚度8厘米。

　　對(duì)于深度大于8米的坑壁，保留其塌陷后自穩(wěn)坡度，對(duì)該部分邊坡加固措施為：Ф42×4mm注漿導(dǎo)管，長(zhǎng)度4米，間距1.2米×1.2米梅花形布置;鋼筋網(wǎng)為Ф6.5HPB235，網(wǎng)格尺寸25cm×25cm，隨受噴坡面起伏鋪設(shè)，與受噴面最大間隙不大于30毫米;C20噴射混凝土，厚度8厘米。

　　② 清運(yùn)洞內(nèi)塌落土方并進(jìn)行正洞初期支護(hù)

　　塌陷坑洞邊坡卸載和加固完畢后，即可進(jìn)行洞內(nèi)出碴和洞內(nèi)初期支護(hù)的施工。清運(yùn)塌方土體時(shí)，采用環(huán)形開挖留核心土法，嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺在0.5～1.0米范圍內(nèi)，核心土面積不小于整個(gè)斷面面積的50%。開挖后及時(shí)施工噴錨支護(hù)、安設(shè)I18工字鋼拱架支撐，相鄰鋼架用Ф22HRB235鋼筋可靠連接，拱腳處采用L=4.0米Ф42×4mm鎖腳鋼花管。上臺(tái)階支護(hù)完成且噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%后，開挖核心土和下臺(tái)階。

　　冒頂處初期支護(hù)的噴射混凝土分三層進(jìn)行噴射，先噴射中間層再噴射內(nèi)外兩層。噴射中間層混凝土之前，為保證中間層噴射混凝土能滿足自穩(wěn)，起到懸掛支撐的作用，在鋼筋網(wǎng)片外側(cè)鋪設(shè)4 cm厚木板，與鋼筋網(wǎng)間距不小于3cm，待中間層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后將木板拆除。最后再施工冒頂處內(nèi)外層噴射混凝土，

　　③ 澆注初支背后鋼筋混凝土緩沖層

　　待噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后，即可澆注初期支護(hù)背后緩沖層鋼筋混凝土。混凝土標(biāo)號(hào)C25，厚度1.5米，內(nèi)設(shè)雙層Ф22HPB235雙向鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸20×20cm，兩層鋼筋網(wǎng)之間用Ф8HPB225箍筋連接。

　　④ 施工防排水和洞身二次襯砌

　　該段隧道仍遵循整體的“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則采用整體的排水體系，使該段隧道防水可靠，排水暢通，保證今后的運(yùn)營(yíng)期不滲不漏，基本干燥。

　　⑤ 夯填洞頂塌陷坑洞

　　待二次襯砌混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后由人工夯實(shí)回填土方，回填厚度在緩沖層混凝土以上1米后，方可用機(jī)械回填。

　　⑵ 隧道拱頂及拱腰部位出現(xiàn)溶洞，加強(qiáng)一個(gè)級(jí)別支護(hù)并在初支后加設(shè)護(hù)拱。

　　蘇家寨隧道掘進(jìn)至ZK1738+395掌子面，揭示溶洞范圍擴(kuò)大，溶洞從隧道拱頂延伸至左邊墻部位，環(huán)向長(zhǎng)度約9m，縱向長(zhǎng)度5m，高度約4.5m。溶洞大部無填充物，周邊局部偶有填充物掉落，溶洞壁較穩(wěn)定。

　　處理方案如下： ZK1738+395～ZK1738+390段架立I18型鋼拱架，間距60cm，溶洞部位掛φ6.5雙層鋼筋網(wǎng)(間距為25×25cm)，噴射60cm厚C20混凝土形成護(hù)拱，在護(hù)拱底部設(shè)置φ100mm軟式透水管，間距1m/道;其余初期支護(hù)除噴射混凝土厚度調(diào)整為24cm外，其余部分仍按原設(shè)計(jì)施工。

　　⑶ 回填加跨越處理

　　蘇家寨隧道右洞YK1738+240處有一溶洞橫向貫穿掌子面，分別向仰拱底部及左側(cè)拱腰處發(fā)育，洞口平均寬度4米左右，洞深實(shí)測(cè)80米仍未見底。

　　處理方案為：溶洞底部采用片石傾填至適宜高度有安全工作面后用漿砌片石回填，漿砌片石厚度控制在5～8米，漿砌片石頂部采用鋼筋砼板進(jìn)行跨越處理;拱腰處溶洞區(qū)域初期支護(hù)按S-Vb襯砌類型進(jìn)行施工，初期支護(hù)施工完成后，在初期支護(hù)后面的溶洞內(nèi)填充60cm厚的C25混凝土作護(hù)拱處理。

　　3、涵洞基底溶洞處理技術(shù)

　　K1741+880涵洞右側(cè)臺(tái)階在開挖基底過程中發(fā)現(xiàn)溶洞，經(jīng)清理后觀察，為裂隙巖層。

　　解決方案：挖開的坑洞用漿砌片石回填。墻身部分的溶槽裂隙由承包人先進(jìn)行清理，如溶槽向下不擴(kuò)散，則采用漿砌片石回填，如溶槽向下不斷擴(kuò)散，則在基底下設(shè)鋼筋砼蓋板跨越溶槽，其下用漿砌片石回填。

　　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中，清理溶槽內(nèi)土后未發(fā)溶槽現(xiàn)擴(kuò)散，采用漿砌片石回填。2010年10月涵洞施工完成，后填方漸高后(20m)，涵洞產(chǎn)生了不均勻沉降，對(duì)涵洞基底進(jìn)行注漿處理后穩(wěn)定。

　　4、橋梁樁基溶洞處理技術(shù)

　　⑴ 將軍山大橋設(shè)計(jì)為鉆孔樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)13米，現(xiàn)場(chǎng)施工中實(shí)施為挖孔樁，挖孔過程中，經(jīng)常出現(xiàn)或大或小的溶洞。

　　處理方法為：在樁基側(cè)壁的溶洞的則回填漿砌片石處理;在樁徑內(nèi)的則繼續(xù)下挖。所幸未出現(xiàn)較大的空洞，也未發(fā)生人員掉落或灌注超方的事件。

　　因地質(zhì)原因，平均樁長(zhǎng)達(dá)21m，最深的樁長(zhǎng)挖至36米。

　　此樁基回填后繼續(xù)鉆孔，如此反復(fù)，從2010年7月10日至12月13日，依舊沒有制止住，回填物由粘土變?yōu)檎惩涟韬纤�泥，到片石，再到混凝土，仍沒有達(dá)到既定效果，最后一次塌孔范圍較大，鉆機(jī)已傾斜。泥漿流至1公里外一處峭壁。

　　最后，撤走鉆機(jī)，全部回填后實(shí)施為人工挖孔樁，孔壁使用C25砼厚20cm，設(shè)環(huán)向、豎向鋼筋加強(qiáng)護(hù)臂，并設(shè)置錨桿，2011年3月挖孔57m后終孔。

　　⑵ 右幅7-2#樁基施工至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)孔壁遇溶洞，決定先采用C15砼對(duì)溶洞進(jìn)行回填至溶洞頂部后，根據(jù)物探結(jié)果將樁基設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高加深3米。此溶洞則一次制止。可能原因：①、此溶洞本身較小;②、原大溶洞基本已被8-4號(hào)樁基漏漿回填住。

　　總結(jié)如下：位于巖溶地區(qū)橋梁樁基盡量施工為挖孔樁，若施工挖孔有困難的，需探明橋址處地質(zhì)，尤其樁基點(diǎn)位必須進(jìn)行鉆探，并向當(dāng)?shù)?ldquo;土著人”詳細(xì)了解具體情況。出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象及時(shí)采取措施，避免“久治不愈”、“無法治愈”的情況出現(xiàn)。

　　四、小結(jié)

　　巖溶地區(qū)高速公路施工，遭遇溶洞和溶槽給施工造成一定的影響較為常見。本文結(jié)合我單位擔(dān)負(fù)施工的遵畢高速公路路基、橋梁樁基及隧道施工中遇到溶洞時(shí)的處理方案，介紹了巖溶地區(qū)不同位置、大小、埋深、圍巖穩(wěn)定性和水文地質(zhì)條件下的溶洞處理技術(shù)，對(duì)同類型工程施工有一定的借鑒作用。

　　參考文獻(xiàn)

　　《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》 (JTG F60-2009)

　　《公路隧道施工技術(shù)細(xì)則》 (JTG/T F60-2009)

　　《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》 (JTG F10-2006)

　　《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》實(shí)施手冊(cè) (JTG/T F50-2011)

　　《石灰?guī)r地區(qū)樁基設(shè)計(jì)與施工》 西江大學(xué)學(xué)報(bào)，2002

　　《巖溶地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與工程處理勘察科學(xué)技術(shù)》 黃伯瑜 1988