白须公1 隧道特大型溶洞处理研究.ppt

白须公1#隧道内大型溶洞处理 ——白须公1#隧道特大型溶洞施工总结 第一部分 工程概况及溶洞规模 白须公1#隧道，位于清连（清远--连州）高速公路杜步岭改线段，杜步1#、2#大桥之间，设计里程K2178+015--K2178+425,长410m，竣工里程K2178+015--K2178+429,长414m。2007年5月13日，开挖到K2178+074时，在隧道上半断面意外发现特大溶洞。在现场可以看到，掌子面左侧被炸开的窟窿有2~3m高，4~5m宽 。 白须公1#隧道溶洞洞口 经实地踏勘，该溶洞洞内表面溶蚀发育，到处是钟乳石、石笋、石柱，表面有水流痕迹，安静时可听见微弱的水流声，溶洞外露20~25m左右，最宽处约56m，深度约为46m，地表约面积3000m2；溶洞顶部呈倒锅底形，基本岩体为巨厚状坚硬整体的硅质石灰岩，稳定性良好；但侧壁局部为强风化呈黄灰色的悬崖，层间结合较差，夹全风化粘土，风化裂隙发育，有发生掉快和小型坍塌的可能性（实际也发生了小坍塌）； 沿洞壁向溶洞底行走至600m左右处时仍看不到洞口，无法直通洞外，但明显听见水流声，洞里有暗河。在溶洞内，桩号K2178+136.5处，往下有一宽约0.7m的小道，通过小道至隧道中心线右侧，还有一横向溶洞，横向高度最高15m左右，最宽处25m左右，深度约为15m。本隧道揭露的特大溶洞，在隧道施工中罕见。溶洞前38m（K2178+074—K2178+112）需要在溶洞中部右侧扩挖12.4m隧道，后28m（K2178+112—K2178+140）段隧道要横穿溶洞。 白须公1#隧道溶洞周壁围岩 第二部分 溶洞处理设计思路 发现此溶洞后，有关检测单位作了物探及地质调查，业主也组织专家对溶洞进行了考察评审。据了解，该隧道构造上属华南褶皱系南岭纬向复杂构造带，褶皱断裂发育，地质构造复杂，在粤北的公路建设中也曾碰到类似情况，但溶洞仅数平方米大小，容易处理，本隧道在导洞K0+090处和主洞K2178+303处也出现过小溶洞，仅清淤，锚喷支护处理后就能正常施工，象这样的特大溶洞是第一次遇到。 在以往施工中，溶洞处理主要有以下两种方式： 一、溶洞和裂隙堵填: 1、对已停止发育，径跨较小且无水的溶洞，根据其与隧道相交的位置采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封堵。 2、拱部以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固或加设护拱及拱顶回填的办法处理。破碎程度较严重的夹粘土充填，采用劈裂注浆固结技术或长大管棚支护法施工。 二、溶洞跨越: 1、如果所遇溶洞较大较深，采用梁、拱跨越，将梁端或拱座置于稳固可靠的基岩上。当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞时，采用加深该侧边墙基础通过。 2、当隧道底部遇到较大溶洞并有流水时，可在隧道底以下砌筑浆片石，支承隧道结构，并在墙脚内设排水管引排岩溶水。 3、当隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，采用在边墙部位或隧底以下筑拱通过。 4、当隧道中部及底部遇到溶洞时，采用加强边墙基础，或根据情况设置桥台架梁通过。 5、溶洞上大下小且有部份充填物时，可将隧道顶部的充填物清除，然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁。 6、隧道穿过大溶洞情况较为复杂时，可根据情况以边墙梁及行车梁通过。 经过反复调查研究，专家组慎重做出初步处理方案：先对溶洞靠隧道一侧施工安全影响范围洞顶及侧壁围岩采用清除危石和喷锚加固处理，溶洞一侧采用片石混凝土基础，在基础上构建承台及支撑墙；溶洞底与隧道结合处采用横向联系梁连接；并结合超前管棚、钢拱架、锚喷支护、仰拱等隧道结构通过溶洞，在承台下边设截水沟及圆管涵将裂隙水引入溶洞底的天然沟谷。 白须公1#隧道底部 经补充勘察，从溶洞原始地表起算软塑~可塑性粘土夹溶洞小型塌方块石的充填物，厚度达20余米，承载力不能满足原设计的片石混凝土基础要求，经总部研究决定，采用桩基础承台支撑墙结构；结合溶洞洞壁围岩较好（Ⅲ级围岩）及施工实际情况，取消超前管棚，采用超前锚杆结构，并取消仰拱。 第三部分 溶洞处理施工过程 溶洞底部采用桩基础；桩基上构建承台及支撑墙，支撑墙采用钢筋混凝土；洞身段衬砌均按新奥法原理设计，初期支护采用喷、锚、网、钢架支护，二次衬砌采用钢筋混凝土，并视地层、地质条件设超前锚杆预加固措施。考虑在施工中还需通过施工过程及运营检修的需要，在K2178+078左侧设置了车行横洞，K2178+127.5右侧设置了人行横洞。 一、溶洞顶部及侧壁处理 1、施工前清理溶洞内危石，再进行喷锚支护，保证施工安全。 2、溶洞拱部及侧壁围岩的支护方案 溶洞拱部及侧壁围岩的支护采用φ22药卷锚杆（拱