巖溶隧道施工

1、巖 溶 隧 道 施 工1.巖溶: 巖溶是可溶性巖層(如石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等)受具有溶解能力（含co2）的水的長期作用而產(chǎn)生的。由于溶蝕的形成，位置、塌陷作用的不同，巖溶個體形態(tài)、大小也不同。巖溶可概略分為以下幾種情況。1.1按有無地下水分:1.1.1溶縫、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季節(jié)性流水。1.1.2長年流水。1.1.3溶洞內(nèi)無水,其中有充填物或干燥無充填物。 其規(guī)模有大有小,大的有幾十米,如轎頂山隧道出口正洞掘進1600m遇上特大溶洞,溶洞沿線路長80余米,隧底面以上高25m,寬約60m,洞分四層,通道、支洞錯綜迂回，其下有常年流水的暗河，小的多在10m以內(nèi)。1.2按其出露在隧道洞身部位分1

2、.2.1位于隧道頂部或頂部的一側(cè)1.2.2位于隧道的墻部或墻部的一側(cè)1.2.3位于隧道的底部或底部的一側(cè)1.2.4洞身全部在溶洞或溶洞填充物內(nèi)穿過 溶縫、溶槽、溶洞等，有沿線方向的，有與線路正交或斜交的，當隧道施工穿過可溶性巖層時，常遇見大小不等，形狀各異部位不同，充填物及充填程度和含水量不等的溶縫、溶槽、溶洞及暗河通道等。如宜賓至珙縣鐵路的轎頂山隧道長3376m，在施工中先后遇到溶洞、溶縫、溶槽、暗河通道等達數(shù)十次，它們都給施工帶來一定的困難。有的甚至改線繞道，如轎頂山特大溶洞，就在洞內(nèi)設(shè)三個彎道，繞開溶洞。2.隧道遇到各種溶洞的處理措施和施工方法: 隧道施工中遇到溶洞地段時,首先要查明溶洞

3、分布范圍,類型情況,巖層的穩(wěn)定程度,溶洞內(nèi)填充物和地下水流情況等,分別采取截、引、堵、越、繞等措施進行處理和施工。2.1攔截地表水 根據(jù)勘測資料和施工現(xiàn)場觀測,當?shù)乇碜匀粶洗?匯水洼地發(fā)現(xiàn)有溶穴、落水洞、漏斗、豎井等為隧道地下水補給來源，補給量隨季節(jié)變化，則采用攔截地表水。如為自然溝槽，采用在溶穴、落水洞、漏斗、地表陷穴四周施作漿砌片石排水溝。如地表為一溶蝕封閉洼地，則可采用截水溝，泄水暗管，泄水暗管將水引到隧道滲泄區(qū)以外。如圖一為轎頂山隧道地表水截水處理的實例截水溝匯水暗管溶蝕洼地 540 530 520 510 宜賓 珙縣 泄水溝 540 530 520 520 510 圖 一2 .2引排

4、地下當隧道掘進遇到溶洞有流水時，宜排不宜堵，首先應(yīng)查明水源，涌水量，流向及與隧道位置的關(guān)系，采取以排為主，截引相結(jié)合的措施常年流量大的采用開鑿泄水將水排除洞外，流量小的可采用攔截引排將水引入隧道排水溝內(nèi)，排出洞外。2.2.1常年流量大的巖溶地下水，即隧道排水溝無法正常完全排走的水。2.2.2隧道設(shè)有平行導坑：地下水出露在平導一側(cè)，比較好處理，可自平導鑿泄露水洞，將水引入平行導坑排走。當?shù)叵滤雎对谄叫袑Э拥牧硪粋?cè),則需將水排引到平行導坑一側(cè),再由平行導坑開鑿至正洞的泄水洞將水引入平導排出至洞外。 當?shù)叵滤雎对谄綄Я硪粋?cè)，拱頂上部，或隧道拱頂以上時,可在拱頂以上設(shè)渡槽，橫跨隧道，將水引至平導一

5、側(cè)由泄水洞排至平導。渡槽兩端置于拱頂以上的巖幫上，然后用豎向暗溝，將水引至泄水洞，再引入平導，排出洞外。如圖二渡槽 涌水 豎向盲溝 隧 道平行導坑泄水洞 中 線 圖 二 當?shù)叵滤雎对谄綄Я硪粋?cè)，拱頂至隧底標高，可采用豎向間溝或在隧道襯砌范圍外用漿砌片石攔水墻攔截地下水，當?shù)叵滤雎遁^高時用間溝，出露較低時用攔水墻，然后用暗溝或暗管將水引至平導一側(cè)，再由泄水洞排往平導排至洞外。如圖三漿砌片石攔水墻隧道豎向盲溝暗溝或暗管平行導坑 涌 水 泄水洞 圖三2.2.3當隧道未設(shè)平行導坑時，其在隧道部位的處理方法，基本同有平行導坑，但泄水洞要選擇適當位置將水排除至洞外。2.2.4一般涌水即利用隧道排水溝能

6、正常泄排走的水。在隧道施工中常遇到的是一般涌水。仍以引排為主，其處理方法是：涌水在隧道頂上部出露的，采用在襯砌范圍以外，拱部設(shè)渡槽和墻部豎向暗溝，將水引至墻腳外側(cè)，在襯砌邊墻腳留一暗洞或理設(shè)鋼管將水引入隧道排水溝，當涌水出露在邊墻部位，在邊墻襯砌以外可設(shè)豎向盲溝或暗溝、將水引至邊墻腳外側(cè)，在邊墻襯砌時，墻腳留一暗洞或理管將水引入隧道排水溝排出洞外。2.3堵填2.3.1對已停止發(fā)育，徑跨不大，無水或滲水較小量，可根據(jù)其與隧道相交的位置及其充填情況，采用漿砌石或砼回填封閉，并輔以適當?shù)囊潘?.3.1.1溶槽位于隧道拱部,橫穿隧道且有水,但溶槽不大,有部份充填物。采用漿砌征石回填封堵拱頂，其寬度

7、至拱腳外2m，并在涌水側(cè)，作豎向暗溝或盲溝，將水引入隧道排水溝。如圖四豎向暗溝或盲溝 漿砌片石 2m 圖 四2.3.1.2溶洞們于隧道中部或一側(cè),仍采用漿砌片石封閉,滲水引入隧道排水溝。如圖五漿砌片石泄水孔 圖 五2.3.1.3溶洞隧底部且較小時,仍采用漿砌片石或砼封閉。2.3.2隧道穿過溶洞,下部為充填物,拱部以上空洞,可采用加強襯砌,拱頂以上設(shè)漿砌片石,漿砌片石以上設(shè)干砌片石封閉.如空洞過高,可視巖石破碎程度,對空穴巖壁可進行適當噴錨加固。圖五為轎頂山隧道k58+167k58+177一段,隧道洞身穿過溶洞充填物,充填物干燥緊密,拱頂為空洞的處理實例.襯砌改為類圍巖,曲墻有仰拱,拱部增設(shè)鋼軌

8、骨架。 3.0 干砌片石回填12鋼筋 1.5 12kg鋼軌彎制鋼拱架 漿砌片石 子 圖 六2.4跨越: 當溶洞較深時,不宜采用堵填封閉的方法,可采用梁、拱跨越，鉭梁端或拱座要置于穩(wěn)固可靠的基礎(chǔ)上，在隧道施工中，以梁跨越較多，且施工較為方便。 當隧道道邊墻縣空時，設(shè)鋼筋砼或鋼軌托梁通過，隧道底部以鋼筋砼梁通過，易于施工，質(zhì)量可靠。如宜珙鐵路馬蹄山隧道k61+780k61+798段為一大溶液洞,隧道全斷面位于溶洞內(nèi),且溶洞很深不宜回填。變更設(shè)計，兩側(cè)邊墻下設(shè)38kg/m舊鋼軌束鋼筋砼托梁長16m通過。隧底設(shè)16m鋼筋砼梁跨過。施工時托梁基礎(chǔ)和橋臺一起施工。2.5施工中遇到特大和一時難以處理的溶洞。

9、為使工程不陷入停頓，可以改線繞行通過溶洞或用迂回導坑繞過溶洞區(qū)，繼續(xù)進行施工一面進行溶洞處理。如宜珙鐵路轎頂山隧道，在距出口1600m，k58+320+400遇到一特大溶洞,溶洞沿線路長達80余米,隧底面以上高25m,寬近60m,洞分四層,通道支洞錯綜迂回,其下有常年流水的暗河.處理十分困難,經(jīng)設(shè)計院現(xiàn)場設(shè)計組變更設(shè)計在隧道內(nèi)增設(shè)3個彎道,改線繞行,避開溶洞通過。3、施工工藝3.1攔截地表水施工工藝3.1.1截水溝和泄水溝施工工藝測量溶蝕洼地繪水面積、調(diào)查落水洞的水量設(shè)計截水(泄水)溝截面形式和大小和流水坡率標高 測量放線,測放出水溝位置用人工挖水溝,石方小炮爆破開挖 用人工砌筑截(泄)水溝3

10、.3.2泄水暗管施工工藝 測量放線 開挖溝槽 預制暗管 埋設(shè)暗管 回填埋設(shè)的暗管3.2引排地下水工藝3.2.1拱頂橫向排水渡槽: 搭設(shè)腳手架及支架并將水引至渡槽外側(cè) 處理、加固巖幫設(shè)置渡槽兩端的基巖制 作 模 型 立 渡 槽 底 槽彎 制 鋼 筋 綁扎渡槽底板鋼筋、立底板外模 灌 注 底 板 砼 立內(nèi)模、綁扎渡槽側(cè)墻鋼筋立外模、灌筑側(cè)墻砼、外模隨砼灌筑逐漸加高 養(yǎng)生、折內(nèi)模 將水引入渡槽 拆除外模和支架、腳手架 豎向暗溝，分段自下向上灌注，先于渡槽灌注完畢。3.2.2泄水洞施工工藝，泄水洞開挖，采用人工手持風動鑿巖機鉆孔，爆破開挖，人工翻碴至平行導坑，或人力車運輸至洞外，其工藝流程如下： 測量

11、放線、布置炮孔 鉆 孔 、爆 破 通 風 、出 碴 開挖一段后、支護襯砌 往 復 循 環(huán) 至 貫 通3.2.3暗溝施工工藝 測 放 暗 溝 位 置 開挖、修鑿、檢查暗溝斷面 立下節(jié)暗溝模型 灌注下節(jié)暗溝砼 拆 除 下 節(jié) 內(nèi) 模 立 上 節(jié) 模 型 灌 注 上 節(jié) 砼 養(yǎng) 生 拆 模3.3回填封閉:一般漿砌片石或灌注砼常規(guī)方法3.4邊墻跨越托梁施工工藝. 變更設(shè)計、確定托梁形式和結(jié)構(gòu)布筋兩端基礎(chǔ)處理和加固可與橋臺同時施工處理 搭設(shè)支承架立底模 放置舊鋼軌和綁扎鋼筋 灌注托梁砼 養(yǎng) 生 拆 模 灌注邊墻砼(邊墻砼也可同托梁砼一起灌注)3.5隧底部跨越橋梁施工工藝 變更設(shè)計、確定橋梁結(jié)構(gòu)形式 測

12、量 放 線 橋臺基礎(chǔ)開挖(與托梁基礎(chǔ)一起施工) 橋 臺 澆 筑 搭設(shè)澆筑梁部支架、立底模 綁扎梁部鋼筋和立側(cè)模板 灌 注 梁 部 砼 養(yǎng)生 、拆模 4.勞動力組織進度指標4.1地表截水溝、泄水溝：采用一班制施工，一個施工段，23作業(yè)面兩個作業(yè)組20-25人，其中：開挖作業(yè)組開山工。約10人，砌筑作業(yè)組，石工3-4人，普工8-12人。每日可完成30-40m。4.2泄水暗洞,采用一班制施工:2個作業(yè)組施工約25人。其中開挖作業(yè)約10-12名,開山工擔任挖溝出土,管節(jié)預制安裝組12-14人,其中木工1人,鋼筋工1人,砼工3-4人,石工1人,普工6-8人,每天可完成土石方30-40m3。4.3渡槽:一

13、個綜合作業(yè)組施工18-20人。其中:開挖工2人,架子工和木工2人,鋼筋工2人,電工1人,卷揚機司機1人,砼工4人,普工6-8人。4.4泄水洞:采用三班制施工,每小班約10人,其中:開挖工2-4人,翻碴、運輸出碴工4-6人,電工1人。需襯砌時，增加木工1人，砼工3-4人，每小班進度1.01.5m4.5邊墻托梁:采用三班制施工,開挖工2-4人,木工2人,鋼筋工2人,電工1人,砼工3-4人,普工2-4人,合計每班約15人。4.6橋梁施工:采用三班制施工,橋臺開挖每小班開挖工6-8人,翻碴普工8人,合計每小班14-16人。 橋臺砼灌注,每小班電工1人,木工1人,砼工3-4人,普工6-8人,合計12-1

14、4人。 橋梁綜合作業(yè)班施工約20人。其中：電工1人，架子工2人，木工2人，鋼筋工4人，砼工3-4人，普工6-8人。5機械設(shè)備配置5.1地表截水溝,泄水溝和排水暗管:配備12m3/min一臺，風動鑿巖機4臺，350l攪拌機一臺。5.2泄水洞:利用隧道風水管和鑿巖設(shè)備,不需另行配備。5.3渡槽、托梁和橋梁:開挖利用隧道的風水管路和鑿巖設(shè)備,砼灌注仍用隧道襯砌的砼拌合和搗固設(shè)備,另增加1t卷揚機1臺,鋼筋加工設(shè)備一套。6質(zhì)量控制要點6.1地表截水溝,泄水溝砌筑時,必須要先鋪底灰,灰漿飽滿,保證水溝不漏水。6.2暗溝接頭處要設(shè)砼基座,暗管接頭要封堵,嚴密不漏水。6.3泄水洞掘進施工中要掌握好坡度,保證

15、排水暢通。6.4渡槽暗溝施工量,需先臨時引向渡槽的一側(cè),保證渡槽、暗溝施工不受水的影響，施工后需待砼達到一定強度，能確保砼不受水流沖刷影響時，方能將水引入渡槽和暗溝。6.5托梁使用的舊鋼必須經(jīng)過探傷檢查無斷裂現(xiàn)象,且通長無接頭,如需接長時,采用斜口焊接后,兩側(cè)再加魚尾鈑邦焊,同一截面的接頭應(yīng)小于50%,鋼筋要保證位置正確。6.6橋梁施工時,應(yīng)保證底模支撐牢固模型不變形,鋼筋位置正確。6.7砼要搗固密實,在鋼筋密集部位,用坍落度較大的砼，在整個灌注和搗固過程中必須保證鋼筋不變形走位。7.安全、質(zhì)量及環(huán)保措施7.1在隧道施工前,對地表進行詳細勘察,結(jié)合設(shè)計文件提供的資料,分析研究巖溶狀態(tài),估計可能遇到溶洞的地段,制定過各類溶洞的施工方案及安全措施。7.2對地表水、出水點、地表陷穴、等進行詳細了解和測量，采取截排水和對地表進行必要的處理，防止地表水下滲。7.3在掘進時，當鑿巖機鉆進速度變快時，可能已達到溶洞邊緣，應(yīng)注意觀察地下水變化情況及裂隙溶蝕程度，當有所加劇時就加強支護及排水工作，放緩掘進速度，采用鉆超前探孔的方法，探明前方地質(zhì)和地下水情況，防止水囊、巖溶水暗河或泥夾水大量涌入隧道。7.4當隧道掘進施工為下坡地段，可能遇到溶洞時，要準備足夠的排水設(shè)備。7.5當掘進達到溶洞邊緣時，各工序要緊密銜接，加強支護，同時設(shè)法探明溶洞的形狀、范圍、大小、充填物及地