关于隧道软弱地层及溶洞的处理方法.docx

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关于隧道软弱地层及溶洞的处理方法

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摘要：隧底岩溶、地层软弱不均，采用钻孔灌注砂浆填充，注浆加固方式进行地基加固处理；

关键词：隧道；隧底软弱地层；取芯钻孔；溶洞；地基加固

工程概况

1、基本情况

洋美隧道位于福建省龙岩市境内，隧道全长325m。隧道进出口里程分别为：GK0+220、GK0+545，隧线分界里程分别为：GK0+214、GK0+551，为设计时速80㎞/h的单线铁路隧道（满足大机养护普通货物运输）。纵坡“人”字坡，变坡点里程为GK0+491，隧道最大埋深约35m。

隧道表层为Qel+dl碎石土，杂色，稍密；Qel+dl碎石土含粉质黏土，褐黄色，硬塑，含碎石25～30%；下伏围岩为二迭系下统栖霞组（P1q）灰岩，浅灰色，强～弱风化，岩质坚硬。局部地段岩溶发育，有小型溶洞。地下水以岩溶水为主，较发育。

2、GK0+421～GK0+545段工程水文地质条件

该段开挖揭示为含砾粉质黏土，褐黄色，硬塑，局部地段隧底出露弱风化灰岩，隧底软弱不均、软硬不均，为V级围岩。

GK0+421～GK0+545段设计情况

GK0+460～GK0+545采用Vc型衬砌，初期支护采用25cm厚C25网喷混凝土（内嵌全环I16钢架、0.6m/榀），二次衬砌为45cm厚C35钢筋混凝土（环向主筋为Φ20间距200mm，纵向为φ10间距250mm）；GK0+421～GK0+460采用Vb型衬砌，初期支护采用23cm厚C25网喷混凝土（内嵌全环I16钢架、0.8m/榀），二次衬砌为40cm厚C35钢筋混凝土（环向主筋为Φ18间距200mm，纵向为φ10间距250mm）；

二、地质情况

2.1隧底岩溶发育情况

(1)GK0+220～GK0+290段隧底发育3处填充型溶洞。

（2）GK0+295～GK0+310段隧底以下10m范围发育两个串珠状半填充型溶洞，横向发育至隧道右侧边墙外。

（3）GK0+318.5～GK0+326.5段隧底以下10m范围发育一高约3m半填充型溶洞，横向发育至隧道右侧边墙外。

（4）GK0+468～GK0+480段仰拱填充顶面以下约6.5m发育一半充填型溶洞，充填物为垮塌的灰岩块石、含砾粉质黏土，纵向长约15m，深度约10m、横向发育至隧道右边墙外。

（5）GK0+474～GK0+482.5段仰拱填充顶面以下约6.5m发育一半充填型溶洞，充填物为垮塌的灰岩块石、含砾粉质黏土，纵向长约15m，深度约10m、横向发育至隧道右边墙外。

（6）GK0+495～GK0+513段隧底以下5m处发育两个串珠状半填充型溶洞，横向发育宽度约3～5m。

2.2隧底软弱地层情况

GK0+421～GK0+468段隧底以下约15m为含砾粉质黏土，基地软弱不均，局部受施工扰动软化严重。

三、衬砌安全等级评定

1、GK0+446处取芯、裂缝深度为290mm;隧底以下约15m为含砾粉质黏土，基地软弱不均，局部受施工扰动软化严重。衬砌安全等级评定A1（严重)。

2、GK0+468～GK0+480仰拱填充顶面以下约6.5m发育一半充填型溶洞，纵向长约15m，深度约10m、横向发育至隧道右边墙外；隧底以下为含砾粉质黏土，弱风化栖霞组灰岩，基底软弱不均受施工扰动，含砾粉质黏土软化严重。衬砌安全等级评定AA（极严重）

3、GK0+495～GK0+513隧底发育两个串珠状溶洞，横向发育宽约3～5m，距仰拱最近的为一全充填型溶洞、充填含砾粉质黏土，发育至隧底以下约2m处；隧底下3.5m处发育一处高约1m的空溶洞。衬砌安全等级评定A1（严重)。

四、施工方案

4.1施工探测

隧底探测采用SIR3000型地质雷达，配置主频100MHz的天线，配合取芯钻孔对洋美隧道GK0+474～GK0+482.5段隧底溶洞进行探测，探测明确本段溶洞横向发育情况；

4.2隧底溶洞处理

GK0+468～+480段隧底以下半充填型溶洞处理

GK0+468～+480段隧底溶洞发育至隧道边墙外，经探孔揭露充填物以松散灰岩块石和粉质粘土为主，溶洞稳定性较差，人员无法进入溶洞内进行探测边界，对溶洞压注M10水泥砂浆进行回填试验，压入量控制在500立方之内，溶洞回填后，采用φ42mm(壁厚3.5mm)钢花管注浆加固溶洞充填物，注浆加固至溶洞底部；其余地段隧底溶洞首先采用M10水泥砂浆回填密实，后采用钢花管注浆加固至溶洞底部。非溶洞部位加固至隧底以下5m。

4.3隧底软弱层处理

GK0+421～GK0+468段隧底以下15m为含砾粉质黏土，基地软弱不均，局部受施工扰动软化严重，隧底以下5m范围采用φ42mm（壁厚3.5mm）钢花管注浆加固，孔底间距1.5m.

4.4施工主要工序

隧底溶洞M10砂浆填充处理→溶洞、隧底注浆