本文格式為Word版，下載可任意編輯——滬昆客運(yùn)專線上院隧道溶洞大廳施工處理技術(shù)

【摘要】上院隧道施工中存在溶洞大廳，巖溶極其發(fā)育，為半充填黏土，在重力作用下，易沿坡面塌落。隧底為黃黏土充填，采用鋼管樁與高壓旋噴樁加強(qiáng)，在其上設(shè)置混凝土筏板，在初期支護(hù)兩側(cè)采用重力式混凝土擋土墻。

【關(guān)鍵詞】隧道溶洞鋼管樁高壓旋噴樁重力式混凝土擋土墻

一、工程概況

新建鐵路長沙至昆明客運(yùn)專線玉屏至昆明段上院隧道位于貴州省清鎮(zhèn)東～平壩南區(qū)間，雙線隧道，線間距5m，隧道起訖里程為DK760+125～DK761+040，全長915m，最大埋深130m。

二、地質(zhì)處境

不良地質(zhì)：該隧道主要不良地質(zhì)為巖溶。

隧道位于云貴高原溶蝕構(gòu)造丘陵區(qū)，隧道籠罩層主要為第四系溶洞充填物（Q4ca），第四系全新統(tǒng)坡殘積層（Q4dl+el），第四系全新統(tǒng)坡洪積層（Q4dl+pl），下伏基巖為三疊系中統(tǒng)壟頭組（T2l）灰?guī)r。隧道進(jìn)口側(cè)巖層產(chǎn)狀為N72oE/13oN，隧道出口側(cè)巖層產(chǎn)狀為N20oE/16oN，節(jié)理裂隙發(fā)育，半充填黏土，巖石被切割成0.5～2.0m3的巖塊，在重力作用下，易沿坡面塌落。隧道穿越地區(qū)地表水較發(fā)育，主要以非季節(jié)性水流為主；地下水主要是第四系松散土層孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水。

三、溶洞處境描述

掌子面開挖里程至D1K760+965時(shí)，透露圍巖巖性為灰色、灰白色薄～中厚層狀灰?guī)r，局部溶蝕破碎嚴(yán)重，拱頂線路右側(cè)沿豎向裂隙發(fā)育一充填型溶洞，局部充填物已滑塌，充填物為軟塑狀黏土，溶洞寬約2～3m，縱向長約6～8m，向上發(fā)育高度不詳，向下臺(tái)階方向發(fā)育，有裂隙水侵出。

掌子面開挖至里程D1K760+935時(shí)，上臺(tái)階底部透露橫向約3m的溶洞口，經(jīng)開挖后進(jìn)一步察覺掌子面后有一溶蝕大廳，根據(jù)現(xiàn)場踏勘并初步揣測(cè)，大廳橫向約30～40m，沿隧道縱向長度約20～30m，溶洞大廳在掌子面方向高度約3m，在右側(cè)拱腰位置溶洞發(fā)育高度約30m，溶洞發(fā)育形態(tài)極不規(guī)矩，大廳內(nèi)存在積水。

掌子面開挖里程至D1K760+901時(shí)，透露圍巖巖性為灰白色薄～中厚層狀灰?guī)r，局部溶蝕破碎嚴(yán)重，拱頂右側(cè)透露一溶洞大廳，大廳寬約25～30m，縱向長約45m，隧頂向上發(fā)育約5m，隧底向下發(fā)育約8m。

D1K760+900～D1K760+935段施工中透露一溶洞，在D1K760+935左邊墻上臺(tái)階底部透露橫向約3m長的溶洞口，經(jīng)開挖進(jìn)一步透露有一巖溶大廳，根據(jù)測(cè)量溶洞從D1K760+900斜向左中線大里程方向發(fā)育，橫向?qū)捈s80m，沿隧道縱向長度約為35m，空溶洞，溶洞下部（隧道拱腰以下）為充填溶洞。D1K760+941～D1K760+954段中線與右中線內(nèi)沿線路發(fā)育一溶槽，寬約1～3m，深約25m，全充填為軟塑狀黏土。D1K760+955～D1K760+965段隧底人工回填的碎石土。D1K760+860～D1K760+904段左側(cè)邊墻透露一半充填溶洞，溶洞寬約10m，高約10m，溶洞下部充填軟塑狀淤泥質(zhì)黏土，充填物最深達(dá)隧底下約40m。

D1K760+900～D1K760+935段施工中透露一溶洞，在D1K760+935左邊墻上臺(tái)階底部透露橫向約3m長的溶洞口，經(jīng)挖機(jī)開挖進(jìn)一步透露有一巖溶大廳，根據(jù)測(cè)量溶洞從D1K760+900斜向左中線大里程方向發(fā)育，橫向?qū)捈s80m，沿隧道縱向長度約為35m，溶洞大廳高度約3～18m，向溶洞底板充填軟塑狀黏土，淤泥質(zhì)含量大，黏土充填厚度10～30m，即溶洞上部（隧道拱腰以上）為空溶洞，溶洞下部（隧道拱腰以下）為充填溶洞。D1K760+941～D1K760+954段中線與右中線內(nèi)沿線路發(fā)育一溶槽，寬約1～3m，深約25m，全充填為軟塑狀黏土。D1K760+955～D1K760+965段隧底人工回填的碎石土。D1K760+860～D1K760+904段左側(cè)邊墻透露一半充填溶洞，溶洞寬約10m，高約10m，溶洞下部充填軟塑狀淤泥質(zhì)黏土，充填物最深達(dá)隧底下約40m。

四、溶洞大廳處理措施

超前支護(hù)：采用壁厚3.5mmφ42鋼管舉行超前小導(dǎo)管支護(hù)，長4m，環(huán)向間距40cm，每環(huán)50根，每2.4m一環(huán)。

開挖方法：采用臺(tái)階法開挖，務(wù)必嚴(yán)格操縱開挖，每次開挖距離不能大于1m。

支護(hù)方式：采用I20b型鋼鋼架加強(qiáng)支護(hù)，鋼架間距0.6m/榀，各臺(tái)階拱腳均務(wù)必設(shè)置縱向槽鋼并設(shè)置鎖腳錨管。

D1K760+857～D1K760+874段溶洞空腔采用泵送C20砼，厚度2m，C20砼上方吹中粗砂回填，厚度1m；D1K760+970～D1K760+978段及D1K760+962～D1K760+968段拱部溶洞充填物坍塌回填采用泵送C20砼，厚度1m，C20砼上方吹中粗砂回填，厚度2m。對(duì)落石起到緩沖作用。

D1K760+874～+935段邊墻外溶腔于邊墻外溶洞范圍設(shè)置C20砼護(hù)墻防護(hù)，護(hù)墻厚度不小于2m，外墻坡率為1：0.2。

D1K760+864～D1K760+888段24m隧底溶洞范圍內(nèi)設(shè)置2.5m厚C35鋼筋混凝土筏板，筏板下及D1K760+860～D1K760+864段采用φ76鋼管樁加固，樁縱橫向間距0.8m，交織布置；D1K760+888～D1K760+940段隧底溶洞采用φ60cm旋噴樁舉行加固處理，旋噴樁縱橫間距1.0*1.0m，交織布置。

D1K760+941～D1K760+954段隧底狹長溶槽采用1m厚C35鋼筋砼蓋板舉行跨越，蓋板四周搭接于完整基巖寬度不小于1m。

D1K760+955～D1K760+960段隧底人工回填碎石土予以除掉，并采用C20砼回填密實(shí)。

五、施工工藝

1、高壓旋噴樁

（1）施工打定：

用挖掘機(jī)平整場地，測(cè)量技術(shù)員用全站儀恢復(fù)隧道中線樁，按照間距1m×1m梅花形布置，定出樁位，布置水準(zhǔn)點(diǎn)，操縱標(biāo)高。在開挖線外，黏土充填段混凝土擋墻下同時(shí)施工高壓旋噴樁，樁間距1.5米，以保證重力式擋土墻不發(fā)生沉降及位移。樁位放設(shè)，由技術(shù)員指導(dǎo)作業(yè)人員根據(jù)隧道中線放出每根高壓旋噴樁的概括位置，并用直徑Ф8鋼筋棒打入地面一下20cm后拔出成孔，再用白石灰把孔洞灌注至地面平作為樁位標(biāo)記。計(jì)算出每樁鉆進(jìn)深度，對(duì)施工人員舉行技術(shù)交底，包括樁位、鉆進(jìn)深度、施工依次和施工留神事項(xiàng)等。同時(shí)，施工段的四周人工開挖50*50的排水溝，并設(shè)集水坑，做好臨時(shí)排水設(shè)施。要提前對(duì)地質(zhì)鉆機(jī)鉆、單管噴漿臺(tái)車檢修，使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，開挖集漿坑，放入集漿桶（1.5m3），數(shù)量等處境，等樁機(jī)就位后，開頭按合作比制漿。

（2）樁基就位

鉆機(jī)設(shè)置在設(shè)計(jì)的孔位上并應(yīng)保持垂直，施工時(shí)旋噴管的允許傾斜度不得大于0.5%。機(jī)械就位應(yīng)平穩(wěn)，立軸、轉(zhuǎn)盤與孔位對(duì)正，高壓設(shè)備與管路系統(tǒng)應(yīng)符合設(shè)計(jì)及安好要求，防止管路堵塞，密封良好。

（3）鉆孔

采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆注漿孔，鉆孔孔徑為97mm。鉆孔時(shí)鉆機(jī)要平衡，開孔孔位要切實(shí)，鉆孔垂直度偏差≤0.5%，確保旋噴管能順?biāo)鞂?dǎo)入孔底。根據(jù)鉆孔樁施工的地層處境，在砂層等不利地層處鉆孔時(shí)，采用泥漿護(hù)壁，泥漿的主要性能指針操縱為：比重1.2～1.3，粘度25～30S，含砂量<5%。

（4）插管

當(dāng)鉆孔完成后即將旋噴管插至孔底。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管，水壓力不超過1Mpa。

（5）漿液配置與噴射作業(yè)

漿液用P.S42.5礦渣硅酸鹽水泥和自來水配制，水灰比為1左右，采用立式攪拌罐攪拌。高壓噴射注漿，注漿管應(yīng)在前鋒水泥漿流出噴頭后，方可開頭提升注漿管，自下而上噴射注漿。

（6）沖洗

噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗明凈，管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿，通常將漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管以及軟管內(nèi)的漿液全部擯棄。

（7）移機(jī)

當(dāng)鉆桿提出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后，移機(jī)持續(xù)下一根樁施工。樁長允許偏差不大于5cm，樁徑允許偏差不大于2cm。橫向、縱向移機(jī)操作：把鉆桿落位放好，機(jī)塔和底盤加固穩(wěn)定，通過自身的調(diào)理底座和軌道，向前后左右伸縮，均能移動(dòng)。

（8）褥墊層施工

根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高，鑿除樁頭舉行褥墊層施工。褥墊層施工完畢后，舉行復(fù)合地基承載力檢測(cè)，合格后面可舉行下一道工序施工。

2、鋼管樁

鋼管樁施工工藝流程圖

（1）鋼管樁沉樁施工

a搬運(yùn)和存放

搬運(yùn)鋼樁時(shí)嚴(yán)禁樁體撞擊，吊樁點(diǎn)要布置合理。存儲(chǔ)鋼樁的地方應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)、排水通暢。

b沉樁施工前的打定

在鋼管樁沉樁施工前要平整和清理場地；測(cè)量定位放線；標(biāo)出樁心位置并用石灰撒圈標(biāo)出樁徑大小和位置；檢查樁端部的浮銹、油污等贓物務(wù)必除掉，保持枯燥；檢查鋼管樁樁身有無裂紋或損傷，若有損傷在舉行合理的處理前不得舉行沉樁施工。

c垂直度操縱

為保證垂直度，首先要確保場地密實(shí)、平整，打樁架也應(yīng)有精確、靈便的垂直度操縱系統(tǒng)。施工時(shí)，先用兩臺(tái)經(jīng)緯儀，架設(shè)在樁架的正面及側(cè)面，校正樁架導(dǎo)向桿及樁的垂直度，然后空打1～2m，再次校正垂直度后正式打樁。允許傾斜度按樁長的1/100來操縱。若開頭階段察覺樁位不正或者傾斜，應(yīng)調(diào)正后將鋼管樁拔出重新插打。

d鋼管樁的焊接

第一節(jié)樁沉至樁頂高出地面60～80mm時(shí)，中斷捶擊，舉行接樁。

鋼管樁焊接采用坡口焊，焊接前，坡口內(nèi)的水、油、銹其它污物務(wù)必除掉明凈。將內(nèi)襯箍放置在下節(jié)樁內(nèi)側(cè)的擋塊上，緊貼管樁內(nèi)壁分段點(diǎn)焊，然后吊上節(jié)樁，其坡口擱置在焊道上，使上下節(jié)樁的對(duì)口間隙為2～4mm，再用經(jīng)緯儀校好垂直度，再行點(diǎn)焊。焊接應(yīng)對(duì)稱舉行，應(yīng)用多層焊，鋼管樁各層焊縫接頭應(yīng)錯(cuò)開，焊渣應(yīng)每層除掉。施工時(shí)，應(yīng)選擇素質(zhì)良好、技術(shù)純熟、閱歷豐富的焊工，嚴(yán)格按焊接模范舉行施工。焊接設(shè)備務(wù)必性能良好。焊接施工時(shí)，要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)理。

在鋼管樁對(duì)接接頭處要增加加勁板，加勁板寬度為300mm，厚14mm。加勁板在與上下節(jié)樁要焊接堅(jiān)韌。待加勁板焊接完畢之后，應(yīng)冷卻5分鐘后面可錘擊。

e沉樁依次

本工程中鋼管樁沉樁依次為自大里程向小里程、先左側(cè)后右側(cè)逐根舉行。

（2）留神事項(xiàng)

樁在沉入過程中，假設(shè)樁身突然傾斜錯(cuò)位，貫入度突然增大，同時(shí)當(dāng)樁錘跳起后，樁身隨之展現(xiàn)回彈現(xiàn)象要暫停沉樁，待分析理由，問題解決之后再舉行沉樁施工。（可能的理由：樁身斷裂；遇較硬土層；與大塊堅(jiān)硬障礙物，把樁尖擠向一側(cè)；兩節(jié)樁的連接處產(chǎn)生彎曲）

（3）沉樁施工安好措施

a打樁機(jī)底盤、筒體，不管在安裝和打樁作業(yè)時(shí)，都應(yīng)安放在平坦堅(jiān)實(shí)的地面上，不得傾斜。

b作業(yè)區(qū)設(shè)明顯標(biāo)志和圍欄，嚴(yán)禁閑人進(jìn)入，作業(yè)時(shí)，操作人員在距樁錘中心5米以外監(jiān)視。

c用樁機(jī)吊樁時(shí)，務(wù)必在樁上拴好圍繩。嚴(yán)禁吊樁、吊錘、回轉(zhuǎn)或行走同時(shí)舉行，樁機(jī)在吊有樁和錘的處境下，操作人員不得離開。

d卷揚(yáng)鋼絲繩應(yīng)經(jīng)常處于油膜狀態(tài)，防止硬性摩擦。鋼絲繩的使用及報(bào)廢應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。吊錘、吊樁可使用插接的鋼絲繩，但不得使用不合格的起重卡、索具。

六、施工效果

依據(jù)溶洞處理方案施工完成后，已經(jīng)順?biāo)焱ㄟ^溶洞段，支護(hù)外觀無明顯滲漏水現(xiàn)象，根基堅(jiān)韌我開裂、下沉現(xiàn)象，無質(zhì)量問題。根據(jù)沉降觀測(cè)結(jié)果顯示，隧道收斂趨于穩(wěn)定，在