２０１１年第８期
（总第２１０期）
黑龙江交通科技
ＨＥ ＬＬＯＮＧｄｌＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪＩ
Ｎｏ．８，２０１１
（Ｓｕｍ Ｎｏ．２１０）
岩溶隧道的处治方案
李希朋
（中铁十八局集团第一工程有限公司）
摘要：溶洞是公路隧道不良地质情况的一种，以厦门至成都高速公路沙地坪隧道为例，介绍了特大型溶洞
隧道形成的原因以及处治方案，为此类型的岩溶隧道提供参考依据。
关键词：岩溶；公路隧道；处治方案；隧道施工
中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１１）０８—０１７４－０２
１工程概况
沙地坪隧道位于厦门至成都公路，黔川界至纳溪段高速 公路Ｃ２合同段，设计为左右双线，左线起止桩号为ＺＫ５＋ ２４６一ＺＫ７＋２８５，长２ ０３９ Ｉｌｌ，右线起止桩号为Ｉ（５＋１８０～ Ｋ７＋２７５，长２ ０９５ ｍ。隧道左右线平曲线半径依次为：ｏ。、 ２ ０００、 、１ ４７０，隧道左右纵坡设置均为单向坡，左 洞：＋２．８２６ ４％，右洞：＋２．８５５％。 ２地质勘测 ２．１ 右线溶洞施工前地质分析 沙地坪隧道全洞身为单斜构造，】（５＋４２０～Ｋ５＋５１１段 围岩岩性为中风化灰岩，饱和抗压强度Ｒ ＝３５．１— ４６。０ ＭＰａ，属较硬岩。岩体较完整一完整，呈块状结构为主， 层间结合一般一较好，岩体完整性指标：Ｋ Ｏ．７５，［ＢＱ］＝ ３６７．８—３５５．５。围岩稳定性较好，可稳定数月。岩溶裂隙发 育弱，地下水呈淋雨状及股状渗出。围岩级别为Ⅲ级。 ＋５１１一ｌ＜５＋５６９段围岩岩性为中风化泥灰岩及灰 岩，属较硬岩；裂隙较发育，岩体较破碎，呈裂隙块状结构为 主，层间结合差—一般。岩溶中等发育（物探Ｉ类异常），围 岩稳定性一般一较差，缺乏自稳能力。地下水呈点滴状及股 状渗出（可能富集岩溶水，应防止突泥涌水），可能产生突水 涌水现象。围岩级别为Ⅳ级。 Ｋ５＋５６９一Ｋ５＋７２６段围岩岩性为中风化盐溶角砾岩、 泥灰岩及灰岩，属较软岩～较硬岩；裂隙较发育，岩体较破 碎，呈裂隙块状及镶嵌碎裂结构为主，［曰Ｑ］＝２３７．５，层间结 合差—一般。岩溶中等一强烈发育（物探Ｉ类异常），围岩稳 定性差；富集岩溶水，地下水呈淋雨状及股状，可能产生突水 涌水现象，围岩级别为Ｖ级。 ２．２左线溶洞施工前地质分析 ＺＫ５＋５６４一ＺＫ５＋７３０段围岩岩性为中风化盐溶角砾 岩、泥灰岩及灰岩，属较软岩一较硬岩；裂隙较发育，岩体较 破碎，呈裂隙块状及镶嵌碎裂结构为主，［８Ｑ］＝２３７．５，层间 结合差——一般。岩溶中等一强烈发育（物探Ｉ类异常），围 岩稳定性差；富集岩溶水，地下水呈淋雨状及股状，可能产生 突水涌水现象，围岩级别为Ｖ级。 ３溶洞的基本情况 ３．１ 右线前期施工和发现溶洞情况 沙地坪右线隧道前期施工一直较为正常，按原设计施作 完Ⅲ型衬砌段，由 ＋５０６进入Ⅳ型衬砌段，发现溶洞之前 没有超前地质预报资料表明左线隧道前方会遇到大溶洞，但 Ｉ＜５＋４４０～Ｋ５＋５０６段陆续发现初期支护有变形开裂现象， 立即施作了临时钢支撑。 ２０１０年８月１９日，开挖至Ｋ５＋５１６，在掌子面右下角发 现超大超深溶洞，溶洞空腔长度约１６０ ｍ，最大宽度约６０ ｍ，
高度约６０ ｍ，下部为溶蚀塌陷物，右线隧道Ｋ５＋５１６～Ｋ５＋
５６０段右侧洞身位于该溶洞中。经现场勘测：溶洞空腔下部
的塌陷物厚度不到１０ ｍ。溶蚀塌陷物主要由灰岩、泥灰岩
的块石组成，块体之间多有粘土充填，无胶结，松散，地下水
呈滴水或潮湿状。
３．２左线前期施工和发现溶洞情况
隧道前期施工一直较为顺利，在沙地坪右线隧道Ｋ５＋
５１６处发现特大溶洞后，左线隧道开挖一直非常小心谨慎，
没有超前地质预报资料表明左线隧道前方会遇到大溶洞。
２０１０年９月３日，沙地坪左线隧道开挖到ＺＫ５＋５６９，在
拱顶上方突然出现一个小空洞，进入小空洞后发现，沿隧道
开挖方向左前方与隧道轴线呈３０。小角度斜交发育一个长
９０ ｍ、最大宽度约４０ ｍ的溶洞。溶洞上部的空洞，最大高度
约１１ ｍ；溶洞下部为溶蚀塌陷物，隧道设计基线至溶蚀塌陷
物表面的高度约１０～２０ ｍ，溶蚀塌陷物主要由灰岩、泥灰岩
及盐溶角砾岩组成，块体之间多有粘土充填，无胶结，松散，
地下水呈滴水或潮湿状。
４岩溶处治方案
４．１右线溶洞处治
４．１．１填石路堤
（１）堆料的摊铺。
填石路堤采用渐进式摊铺法铺料，它是运料汽车在新填
的松料上逐渐向前卸料，并用推土机随时整平。这是大粒径
填料最常用的铺料方法，其主要优点有：容易整平，容易控制
填石料的厚度，为重车和振动碾压提供较好的工作面。
（２）大粒径料破碎、人工局部找平、局部补充细料。
摊铺平整的填石路堤，除平整度应达到要求外，填料表
面应无明显的突出点，压路机在碾压时，压路机轮应无明显
的架空（超过轮宽的１／４）现象，在上述现象较明显时，应重
新对填石料表面进行平整，直致满足要求方可压实。
（３）填石路堤压实。
填石路堤在摊铺、平整工作完成并且整个工作面表面平
整度达到要求后方可进行压实工序。对于有明显空洞、孔隙
的地方，应补充细料，再进行碾压，对于碾压后仍有松动的块
石，应用合适粒径的小块石嵌实。
（４）边坡码砌。
填石路堤边坡必须码砌，填石路堤采用单坡码砌较为合
适。填高５—１２ ｍ的填石路堤，边坡码砌厚度不小于１．５ ｍ，
１２ ｉｎ以上的路堤边坡码砌厚度不小于２ ｎｌ。边坡码砌必须
收稿日期：２０１１－０５—１７
作者简介：￣ｐｄ（１９８７一），男，山西右玉人，从事公路隧道、桥梁施工工作。
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第８期 李希朋：岩溶隧道的处治方案 总第２１０期
和路堤填筑同步进行，做到层层码砌，各层的码砌工作应在
填石料压实后进行，在边坡码砌前，应先用挖掘机刷坡，并用 挖掘机对初步修整后的边坡进行适当压实。在边坡修整初 步完成后，再进行边坡码砌工作。在码砌完工后，应及时清 理掉路基两边废弃不用的石料。 ４．１．２基底小导管注浆 在填石路堤的二级边坡（隧道设计基线以下８ ＩＩ１至３ ｍ 范围）成形后，采用基底注浆加固处理，厚度５ ｍ， ２注浆 小导管单根长度４．５ ｍ，间排距１．５ ｍ。 液，水：水泥：粉煤灰＝３：２：３（重量 比），水泥采用Ｍ３Ｚ５，粉煤嬲Ⅱ≥３级。注浆稳定压力＜ｎ２ ＭＰａ。 ４．１．３ Ｃ１５混凝土整平层 设计基线以下３ ｍ至２．５ ｍ范围，厚度５０ ｃｍ，采用ｃ。 ４．１．４ Ｃ３０钢筋混凝土承台 设计基线以下２．５ ｍ至１．５ ｍ范围，厚度１００ ｃｍ，采用
ｃ 钢筋混凝土。
４．１．５ 隧道右侧拱顶以上锚喷网支护
岩溶空腔与隧道交界带加强锚喷网防护，其具体措施
为：挂‘Ｐ６．５＠２０钢筋网，喷Ｃ２０混凝土均厚１０ ｃｍ，‘ｐ２２药卷
锚杆长４ ｍ，间排距１．２ ｍ，交错布置。
４．１．６ Ｃ２。混凝土侧墙
隧道右侧设置侧墙，下部为检修道（观景台），与主洞横
通道相通，外侧设置护栏。
４．１．７隧道偏压衬砌
在Ｉ（５＋５１６～ ＋５７６段设置Ｖ 型衬砌，隧道主体结
构采用直边墙不等厚对称结构。Ｖ 型衬砌的结构支护参
混凝土。 数见表１。
表１ Ｖ 型衬砌主要支护参数如下表
４．２左线溶洞处治
４．２．１主洞明洞结构 在ＺＫ５＋５９５～ＺＫ５＋６３５之间设置４０ ｍ长的特殊明洞 结构。衬砌支护参数如下表２： 表２特殊明洞衬砌支护参数 基底地基容许承载力如小于０．３５ ＭＰａ，则应采取换填 基底或其他加固措施。本设计处治预案为回填２ ｍ厚的ｃ
混凝土。
４．２．２主洞暗洞结构
（１）主体结构支护参数。
（２）超前支护。
在拱顶１２０。设置单层小导管超前支护，外插角１０。一
１４。，环向间距３０ ｃｍ。
表３ Ｖ溶型衬砌主要支护参数如下表
（３）初期支护。
由于洞身地质情况较差，围岩稳定性受灰岩和盐溶角砾 岩的影响很大，地质情况不稳定。为避免初期支护变形侵 限，设置单层工字钢加大预留变形量和工字钢尺寸。 （４）二次衬砌。 采用钢筋混凝土，厚度８０ ｃｍ，环向主筋和仰供的纵向 主筋均采用 ５。二次衬砌应及时施作，以尽早与衬期支护 组成复合衬砌结构，共同受力。二次衬砌施作时，应实测净 空断面，沉降未达到预留值时，其剩余部分应采用与二次衬 砌同等级混凝土充填，视为结构的安全储备。 （５）基底处理。 基底处治预案为回填２ ｍ厚的Ｃ 混凝土。 ５结论 通过以上处治方案的实施，已经安全通过了溶洞，监控
量测表明，左右线下沉、收敛情况稳定，支护结构表面无裂缝
现象。在今后的隧道施工中，应加强地质超前预探、预报工
作，对隧道前方围岩进行准确预测，并提前做好穿越岩溶溶
洞的应急预案，防止大面积塌方和涌水的发生。
参考文献：
［１］公路隧道施工技术规范（ＪＴＧＦ６０—２００９）［ｓ］．
［２］公路路基施工技术规范（ｆｒＧＦｌＯ一２００６）［ｓ］．
［３］ 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院．沙地坪隧道岩溶处
治施工图设计文件．
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都取得了很大进步，但对其桥梁管理进行研究和采取相应的 措施就应格外予以重视。不仅要广泛借览国外成功的经验 和做法，还要严格根据规范的基础上，研究疲劳和超载对于 桥梁结构和耐久性的影响，并从桥梁设计理念和结构体系构 造的角度出发来进行加强。 ６结束语 桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题， 应积极借鉴国外成功的经验丰富做法，目前国内的设计除考 虑了建造成本，注重设计建成时刻结构具有的工作能力和性 能外，也应重视营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成 本效益。并且加强从桥梁设计理念和结构体系和构造的角 度做好耐久性的设计，同时应加强研究疲劳和超载对于桥梁
结构耐久性的影响。
参考文献：
［１］周金鹏．结构桥梁安全性设计若干问题的思考［Ｊ］．安全与健
康，２００６，（９）．
ｃ２］ 李宏毅．结构耐久性应用研究现状综述［Ｊ］．重庆建筑大学学
报，２００１，２３（４）．
［３］陈江成．桥梁结构耐久性的影响因素与设计对策［Ｊ］．中国建
设信息，２００７，（５）．
［４］刘秉京．混凝土技术［Ｍ］．人民交通出版社，２００４．
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