论文部分内容阅读
宜兴市路通交通工程咨询监理有限公司 214200
摘要：结合宜兴阳灵隧道的施工实际，介绍了针对本工程在Ⅴ级深埋段K3+760掌子面右上出现溶洞涌泥状况的处理方案，为其他类似施工提供一些参考价值
关键词：隧道；溶洞；处理
引言
在隧道施工过程中，对断层破碎带、岩溶发育地段以及穿沟谷底地段，应做好地质超前预报工作，并作出隧道涌水突泥的预备方案，确保工程质量和安全。
工程概况及地质条件
阳灵隧道全长1080m，按单洞隧道形式设置，属长隧道，按设计速度60km/h的双向两车道二级公路标准设计，行车道宽度为3.75m，隧道建筑限界净宽为14.0m，净高为5.0m，在隧道内考虑两侧设置2.50m宽的自行车专用车道，为确保自行车的行驶安全，沿隧道通长设置护栏，为满足隧道防灾救援的要求，在隧道适当位置错开设置了两处紧急停车带（每处长40m）。
一、现场情况描述
掌子面K3+760处拱顶偏左处前方围岩失稳，出现滑落，并将超前支护砸落，损坏一节工字钢，滑落方量较小，在挖机清理过程中，又出现大方量的滑落。滑落体为泥夹孤石，含水率大呈流塑状态，方量约250方左右，从拱顶正上方小口下泄滑入洞内。据现场情况判断塌方的泥夹孤石可能是溶洞填充物由于掌子面开挖，失去受力面，从而滑塌所致。
二、应急处理措施
以上出现的情况，拟定初步处理方案为回填反压；松散体注浆加固；拱顶坍塌体单液浆注浆加固，封堵下泄孔。但所有加固处理完成后，重新开挖发现掌子面注浆加固效果不理想。后经第三方监控及设计院等专家现场指导，91CD现场确定最终处理方案，总体方案如下：
1、稳定塌方散落体，首先采用洞渣回填反压，利用25cm厚C25喷射砼及钢筋网片对松散体进行封闭，再施做Φ50注浆小导管对松散体进行注浆加固，按1.2*1.2m梅花型布置，长4m。
2、在掌子面塌落体稳固处理之时，同时对K3+766-K3+760已施做初支的段落进行补充注浆加固处理。采用Φ50×4mm径向无缝锚管注浆加固，长4m，间距60cm×100cm（纵×环），按照拱部120°范围设置。注浆量按照实际发生为准。
3、对掌子面拱顶坍塌体处理。采用Φ50注浆小导管对松散体进行注浆加固，封堵下泄孔。采用6m，4m长短结合的注浆管交叠加固，环向间距20cm，外插角度6m长按照150～200，4m长的按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，因首次单液浆不能达到加固效果，调整为水泥-水玻璃双液浆进行加固。工程量按照实际发生为准。
4、K3+760往小桩号掌子面开挖，断面开挖时外扩28cm，在正常初支外轮廓设置钢拱架护拱，护拱长度需穿过该溶洞影响范围，具体长度根据现场开挖实际围岩情况，由各方共同确定；护拱钢拱架采用I22a的型钢，50cm一榀，双层钢筋网片，其他支护参数参见Ⅴ级围岩浅埋加强支护参数实施。内层钢拱架采用I22a的型钢，30cm一榀，双层钢筋网片，连接筋环向间距适当加密，环向间距为0.3m，喷射砼厚度为28cm。
5、K3+760往小桩号开挖，超前支护采用6m，4m长短结合的双层注浆管交叠加固，环向间距20cm。外插角度：6m长的按照150～200，4m长的按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，纵向间距暂按100cm（外层拱架2榀）施做，根据现场实际效果可做适当调整。
三、具体施工方案
1、注浆加固
1.1、稳定塌方散落体
将塌落体周边稳定，利用洞渣对散落体进行反压回填，并对散落体进行注浆加固，利用25cm厚C25喷射砼及钢筋网片对松散体进行封闭，再对反压回填的洞渣及靠近掌子面的坍塌散落体进行注浆加固，确保其稳定性。
1.2、掌子面后方加固
在掌子面塌落体稳固处理之时，应同时对K3+766-K3+760已施做初支的段落进行补充注浆加固处理，确保掌子面位置塌方不对施做好的段落产生影响。
1.3、掌子面塌方口松散体加固
对掌子面拱顶坍塌体处理。采用Φ50注浆小导管对松散体进行注浆加固，封堵下泄孔，因首次单液浆不能达到加固效果，调整为水泥-水玻璃双液浆进行加固。
1.4小导管注浆施工方法
注浆加固措施设以下三种：Φ50小导管，L=4m，间距1.2m×1.2m，梅花型布置，用于加固塌方散落体；Φ50小导管，长4m，间距60cm×100cm（纵×环），按照拱部120°范围设置，用于加固掌子面后方已支护段初支；Φ50双层超前小导管，环向间距20cm，纵向间距100cm，外插角度6m长按照150～200，4m长按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，用于掌子面塌方口加固及K3+760往小里程方向的超前支护。
注浆小导管采用外径50mm，壁厚4.0mm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状；管壁四周钻注浆孔，孔径为8mm，孔间距10cm，呈梅花形布置，尾部50cm不钻注浆孔作为止浆段。
1.4.1小导管施工工艺流程
施工流程：测量放样→钻孔→清孔→钢管插入→封口→注浆→与钢架或锚杆焊接。
1.4.2小导管施工方法
（1）钻孔
小导管在打孔前，按设计要求划出小导管的位置，并标明清楚。采用凿岩风钻打孔，小导管采用直径Φ60 钻头，成孔后孔径大于钢管直径 3～5mm，孔口钻眼偏差小于50mm，孔眼长度大于小导管长度，然后将小导管打入，小导管打入后用高压风将小导管内砂石等吹出，小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口及围岩裂隙。
（2）钢管插入及孔口密封处理
钢管由钻机顶进，顶进钻孔长度不小于90%管长。钢管末端除焊上挡圈外，再用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。钢管顶进时，注意保护管口不受损变形，以便与注浆管路连接。
（3）小导管注浆
首先采用水泥单液浆，注浆采用425号硅酸盐水泥浆液，注浆参数：水灰比1：1（重量比），注浆压力0.5～1.0MPa，具体可由现场试验确定。如单液浆注浆效果不佳，应间隔时间分多次进行注浆，还未达到效果，则需改为双液浆。双液浆注浆参数：水灰比1：1（重量比），水玻璃参量为5%
2、掌子面后续开挖施工方案
2.1拱顶塌腔体处理
待掌子面拱顶注浆加固完成，注浆达到强度后，完成本段钢拱架架设及初期支护措施。待初支强度达到要求，应在拱顶正上方进行探测，探明拱顶上方塌腔体空洞大小，以待下一步采取措施。
（1）如拱顶虚渣厚度较厚，则采用注浆小导管对虚渣进行注浆加固，使拱背虚渣固结起到护拱作用，同时兼顾缓冲层。
（2）探测结果如虚渣厚度较薄，则采取如下处理措施：
小导管注浆加固拱背虚渣；泵送轻质混凝土（泡沫砼）回填，砼厚度大于3m；再充填1-2m厚轻质材料（砂或粉煤灰）作为缓冲层。
2.2施工方法选择
根据现场施工情况，三台阶预留核心土法施工，核心土、中台阶及下台阶对掌子面能起到有效的反压作用，确保掌子面的稳定；上台阶环形开挖时尽量减小开挖高度，满足立拱施工即可，减小临空面，确保掌子面稳定
2.3初期支护支护参数
掌子面开挖，断面开挖时外扩28cm，在正常初支外轮廓设置钢拱架护拱，护拱长度需穿过该溶洞影响范围，具体长度根据现场开挖实际围岩情况，由各方共同确定；护拱钢拱架采用I22a的型钢，50cm一榀，双层钢筋网片，其他支护参数参见Ⅴ级围岩浅埋加强支护参数实施。内层钢拱架采用I22a的型钢，30cm一榀，双层钢筋网片，连接筋环向间距适当加密，环向间距0.3m，喷射砼厚度为28cm。
2.4超前支护支护参数
超前支护采用6m，4m长短结合的双层注浆管交叠加固，环向间距20cm外插角度6m长按照150～200，4m长的按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，纵向间距暂按100cm（外层拱架2榀）施做，根据现场实际效果可做适当调整。
摘要：结合宜兴阳灵隧道的施工实际，介绍了针对本工程在Ⅴ级深埋段K3+760掌子面右上出现溶洞涌泥状况的处理方案，为其他类似施工提供一些参考价值
关键词：隧道；溶洞；处理
引言
在隧道施工过程中，对断层破碎带、岩溶发育地段以及穿沟谷底地段，应做好地质超前预报工作，并作出隧道涌水突泥的预备方案，确保工程质量和安全。
工程概况及地质条件
阳灵隧道全长1080m，按单洞隧道形式设置，属长隧道，按设计速度60km/h的双向两车道二级公路标准设计，行车道宽度为3.75m，隧道建筑限界净宽为14.0m，净高为5.0m，在隧道内考虑两侧设置2.50m宽的自行车专用车道，为确保自行车的行驶安全，沿隧道通长设置护栏，为满足隧道防灾救援的要求，在隧道适当位置错开设置了两处紧急停车带（每处长40m）。
一、现场情况描述
掌子面K3+760处拱顶偏左处前方围岩失稳，出现滑落，并将超前支护砸落，损坏一节工字钢，滑落方量较小，在挖机清理过程中，又出现大方量的滑落。滑落体为泥夹孤石，含水率大呈流塑状态，方量约250方左右，从拱顶正上方小口下泄滑入洞内。据现场情况判断塌方的泥夹孤石可能是溶洞填充物由于掌子面开挖，失去受力面，从而滑塌所致。
二、应急处理措施
以上出现的情况，拟定初步处理方案为回填反压；松散体注浆加固；拱顶坍塌体单液浆注浆加固，封堵下泄孔。但所有加固处理完成后，重新开挖发现掌子面注浆加固效果不理想。后经第三方监控及设计院等专家现场指导，91CD现场确定最终处理方案，总体方案如下：
1、稳定塌方散落体，首先采用洞渣回填反压，利用25cm厚C25喷射砼及钢筋网片对松散体进行封闭，再施做Φ50注浆小导管对松散体进行注浆加固，按1.2*1.2m梅花型布置，长4m。
2、在掌子面塌落体稳固处理之时，同时对K3+766-K3+760已施做初支的段落进行补充注浆加固处理。采用Φ50×4mm径向无缝锚管注浆加固，长4m，间距60cm×100cm（纵×环），按照拱部120°范围设置。注浆量按照实际发生为准。
3、对掌子面拱顶坍塌体处理。采用Φ50注浆小导管对松散体进行注浆加固，封堵下泄孔。采用6m，4m长短结合的注浆管交叠加固，环向间距20cm，外插角度6m长按照150～200，4m长的按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，因首次单液浆不能达到加固效果，调整为水泥-水玻璃双液浆进行加固。工程量按照实际发生为准。
4、K3+760往小桩号掌子面开挖，断面开挖时外扩28cm，在正常初支外轮廓设置钢拱架护拱，护拱长度需穿过该溶洞影响范围，具体长度根据现场开挖实际围岩情况，由各方共同确定；护拱钢拱架采用I22a的型钢，50cm一榀，双层钢筋网片，其他支护参数参见Ⅴ级围岩浅埋加强支护参数实施。内层钢拱架采用I22a的型钢，30cm一榀，双层钢筋网片，连接筋环向间距适当加密，环向间距为0.3m，喷射砼厚度为28cm。
5、K3+760往小桩号开挖，超前支护采用6m，4m长短结合的双层注浆管交叠加固，环向间距20cm。外插角度：6m长的按照150～200，4m长的按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，纵向间距暂按100cm（外层拱架2榀）施做，根据现场实际效果可做适当调整。
三、具体施工方案
1、注浆加固
1.1、稳定塌方散落体
将塌落体周边稳定，利用洞渣对散落体进行反压回填，并对散落体进行注浆加固，利用25cm厚C25喷射砼及钢筋网片对松散体进行封闭，再对反压回填的洞渣及靠近掌子面的坍塌散落体进行注浆加固，确保其稳定性。
1.2、掌子面后方加固
在掌子面塌落体稳固处理之时，应同时对K3+766-K3+760已施做初支的段落进行补充注浆加固处理，确保掌子面位置塌方不对施做好的段落产生影响。
1.3、掌子面塌方口松散体加固
对掌子面拱顶坍塌体处理。采用Φ50注浆小导管对松散体进行注浆加固，封堵下泄孔，因首次单液浆不能达到加固效果，调整为水泥-水玻璃双液浆进行加固。
1.4小导管注浆施工方法
注浆加固措施设以下三种：Φ50小导管，L=4m，间距1.2m×1.2m，梅花型布置，用于加固塌方散落体；Φ50小导管，长4m，间距60cm×100cm（纵×环），按照拱部120°范围设置，用于加固掌子面后方已支护段初支；Φ50双层超前小导管，环向间距20cm，纵向间距100cm，外插角度6m长按照150～200，4m长按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，用于掌子面塌方口加固及K3+760往小里程方向的超前支护。
注浆小导管采用外径50mm，壁厚4.0mm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状；管壁四周钻注浆孔，孔径为8mm，孔间距10cm，呈梅花形布置，尾部50cm不钻注浆孔作为止浆段。
1.4.1小导管施工工艺流程
施工流程：测量放样→钻孔→清孔→钢管插入→封口→注浆→与钢架或锚杆焊接。
1.4.2小导管施工方法
（1）钻孔
小导管在打孔前，按设计要求划出小导管的位置，并标明清楚。采用凿岩风钻打孔，小导管采用直径Φ60 钻头，成孔后孔径大于钢管直径 3～5mm，孔口钻眼偏差小于50mm，孔眼长度大于小导管长度，然后将小导管打入，小导管打入后用高压风将小导管内砂石等吹出，小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口及围岩裂隙。
（2）钢管插入及孔口密封处理
钢管由钻机顶进，顶进钻孔长度不小于90%管长。钢管末端除焊上挡圈外，再用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。钢管顶进时，注意保护管口不受损变形，以便与注浆管路连接。
（3）小导管注浆
首先采用水泥单液浆，注浆采用425号硅酸盐水泥浆液，注浆参数：水灰比1：1（重量比），注浆压力0.5～1.0MPa，具体可由现场试验确定。如单液浆注浆效果不佳，应间隔时间分多次进行注浆，还未达到效果，则需改为双液浆。双液浆注浆参数：水灰比1：1（重量比），水玻璃参量为5%
2、掌子面后续开挖施工方案
2.1拱顶塌腔体处理
待掌子面拱顶注浆加固完成，注浆达到强度后，完成本段钢拱架架设及初期支护措施。待初支强度达到要求，应在拱顶正上方进行探测，探明拱顶上方塌腔体空洞大小，以待下一步采取措施。
（1）如拱顶虚渣厚度较厚，则采用注浆小导管对虚渣进行注浆加固，使拱背虚渣固结起到护拱作用，同时兼顾缓冲层。
（2）探测结果如虚渣厚度较薄，则采取如下处理措施：
小导管注浆加固拱背虚渣；泵送轻质混凝土（泡沫砼）回填，砼厚度大于3m；再充填1-2m厚轻质材料（砂或粉煤灰）作为缓冲层。
2.2施工方法选择
根据现场施工情况，三台阶预留核心土法施工，核心土、中台阶及下台阶对掌子面能起到有效的反压作用，确保掌子面的稳定；上台阶环形开挖时尽量减小开挖高度，满足立拱施工即可，减小临空面，确保掌子面稳定
2.3初期支护支护参数
掌子面开挖，断面开挖时外扩28cm，在正常初支外轮廓设置钢拱架护拱，护拱长度需穿过该溶洞影响范围，具体长度根据现场开挖实际围岩情况，由各方共同确定；护拱钢拱架采用I22a的型钢，50cm一榀，双层钢筋网片，其他支护参数参见Ⅴ级围岩浅埋加强支护参数实施。内层钢拱架采用I22a的型钢，30cm一榀，双层钢筋网片，连接筋环向间距适当加密，环向间距0.3m，喷射砼厚度为28cm。
2.4超前支护支护参数
超前支护采用6m，4m长短结合的双层注浆管交叠加固，环向间距20cm外插角度6m长按照150～200，4m长的按照200～250进行，按照拱部160°范围设置，纵向间距暂按100cm（外层拱架2榀）施做，根据现场实际效果可做适当调整。