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摘要：文章以某隧道为研究对象，分析了隧道的工程特点，针对隧道巨型溶洞的特殊性，提出了暗河改移、溶洞顶板加固处理、基底注浆加固处理等技术措施，巨型溶洞重难点工程处理技术。工程措施完成后，分别对围岩收敛、岩体压力、岩体表面应变、锚索轴力等进行了监测，通过对监测数据的分析，得知提出的溶洞处理技术起到了较好的工程效果。

关键词：铁路;隧道;暗河;溶洞

一、工程特点

该铁路隧道位于云南省威信县境内，全长6306m，双线隧道。D3K279+948掌子面超前钻孔探测到溶洞，揭示后发现巨型溶洞大厅及暗河。该溶洞横向长约230m，宽约93m，大致呈一长方形，溶洞顶部呈穹窿状，大厅垂直高度50～130m不等，线路方向右侧高，左侧底;且于溶洞左侧坡脚发育一条暗河，河面宽5～15m。隧道D3K279+860～+953段穿越巨型溶洞大厅，隧道顶部位于溶洞大厅顶部附近溶洞大厅顶至其底面高差约为50～130m。D3K279+813～D3K280+010穿越溶洞大厅段，共计197m。

其主要工程特点是：

（1）溶洞空腔巨大，隧道拱部嵌入顶板，需对溶洞大厅顶板进行开挖。

（2）溶洞大厅洞壁及顶板浅层存在局部掉块和塌落。

（3）溶洞大厅底部填充层厚度大且呈斜坡堆积，稳定性差。

（4）暗河下游消水能力有限。

2.巨型溶洞处理总体方案确定

结合溶洞大厅水文地质条件、岩溶发育情况、多次技术方案比选专题会议研究，最终确定了对该暗河及溶洞大厅处理采用“暗河改道+溶洞回填+顶板加固+桥梁跨越”的总体方案，包括溶洞大厅底部暗河改道、溶洞大厅回填、隧底注浆、溶洞顶板锚索（杆）防护、隧道衬砌结构、桥梁结构等。

3.巨型溶洞重难点工程处理技术

3.1暗河改移

暗河水对施工及运营安全影响大，且溶洞大厅回填将阻塞其左侧坡脚暗河排水通道，为保持暗河既有生态系统，避免影响暗河下游出水处电站的正常使用，将溶洞大厅范围暗河段进行改道，包括泄水洞及暗河上下游封堵工程，见图1、图2。

泄水洞

于溶洞大厅坡脚顺暗河水流方向距其右侧洞壁30～50m距离，设迂回泄水洞，长约450m，净空尺寸7.2（宽）*6.0m（高），采用光面爆破施工。

暗河封堵

为使上游水尽量不进入溶洞大厅，上游瓶颈断面采用混凝土封堵。

为保证溶洞大厅内地下水排泄通畅，暗河下游封堵采用直径不小于30cm块石回填。

3.2溶洞顶板加固处理技术

暗河改道、溶洞回填后、对溶洞大厅范围，采用锚网喷进行隧道洞壁永久支护。为确保结构及运营安全，对D3K279+872～+958段隧道拱部范围洞壁采用全长粘结型锚索进行加强;整个岩溶顶板设计317孔。

3.2.1全长粘结型锚索施工技术及工艺性试验

1）全长粘结型锚索主要设计技术参数

（1）锚索长为26m，含张拉段长度1.5m，锚索间距2.0m（环）×3.0m（纵）。

（2）锚索钻孔直径为140mm，钻孔长度为25m。

（3）锚索采用9束公称直径为15.2mm环氧涂层钢绞线制做。

（4）锚索设计拉力为1200KN，初始锁定预加力取100KN。

2）全长粘结型锚索主要材料

（1）水：采用5#拌合站地下水，经检验满足《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）相关要求。

（2）钢绞线：钢绞线为填充型、涂层表面嵌砂型环氧涂层钢绞线（标记为FECS.B-15.2-1860 GB/T 21073-2007），其性能满足《环氧涂层七丝预应力钢绞线》（GB/T 21073-2007）及《预应力混凝土用钢绞线》（GB/5224-2014）的规定;环氧涂层钢绞线抗拉强度不小于1860MPa

（3）锚具：采用OVM型。

3）工艺性试验情况

在隧道暗河溶洞大厅处理7号施工通道内，选取拱部位置设4孔锚索，全长粘结型锚索4孔：2孔钻孔10.5m，上仰角度90°，验证锚索设计拉力; 2孔钻孔25m，上仰角度90°，验证锚索施工工艺，见表1。

（1）砂浆强度

现场采用M35水泥浆进行注浆，水胶比采用0.33、0.38、0.4、0.45进行现场调试对比，最终采用0.4水胶比进行注浆。M35水泥浆7天理论强度为25MPa，实际强度为25.5MPa，，为理论强度的102%。

（2）锚索密度检测结果

1#、2#、3#、4#锚索试验孔，密度检测均合格分别为93.6%、92.8%、94.6%、85.1%;其锚固质量等级1#、2#、3#为A级，4#为B级。

（3）破坏试验情况

破坏力试验采用锚索设计拉力1200KN的1.15倍拉力（1380KN）进行破坏性试验;对2根10.5m长锚索施加1380KN以上应力时，未出现破损现象。

3.2.2 C25钢纤维喷射混凝土施工工艺

1）喷浆前先用高压风、水枪冲洗受喷面，如有水易潮解的软化岩层，则采用高压风枪清扫岩面。

2）严格按照试验室出具的配合比进行计量，尤其是速凝剂的掺入量，做到参量准确，添加均匀。

3）喷射混凝土应分段、分片按由下向上的顺序进行，以避免污染未喷混凝土地段，岩面个别地方出现的较大凹面时，应首先予以找平圆顺，可先用钢筋网折叠进行回填，然后予以复喷密实，不得用其它杂物回填，保证不留空洞。

4）喷嘴与岩面的角度，一般保持垂直。在边墙施工时，宜将喷嘴略向下俯10°左右，使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端，可略减少回弹量;喷射距离原则上以能看清喷射情况，料束集中、回弹量最小为宜，控制在0.6～1.2m之间，喷射混凝土采用机械手进行喷射。

5）喷射时喷嘴料束应呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按“S”形进行，转动半径为15cm。每次移动长度根据爆破长度而定。喷射纵向第二行时，要从第一行的起点处开始，行与行之间的搭接2～3cm，料束旋转要匀速。

6）喷射混凝土作业必须喷至设计厚度，可根据锚杆外露长度作为标记，如无外露锚杆时，在岩面上固定一些铁钉作为标记。喷层较厚时，则应分两次或多次进行喷射，间隔时间不得小于20分钟，保证喷射混凝土的平整度，其凸凹量不超过5cm，且钢筋保护层不小于3cm。

7）拱顶轮廓线喷射混凝土平整度控制，复喷前对轮廓线范围植Φ6钢筋，环向纵向间距均按1m控制，钢筋头位置按设计喷射混凝土面控制，喷射过程中现场质量员在现场进行盯控，用1m的靠尺进行现场卡控。

3.3基底注浆加固处理技术

1）为减小隧道回填体沉降对结构产生不利影响，对隧道底部回填体进行注浆加固。加固深度15～30m;考虑回填体内成孔困难，采用跟管钻孔，钻孔采用Ø133mm钻孔，孔内埋设Ø108钢花管（壁厚8mm）注浆孔横向间距1.5m，纵向每5m～6m分段，每段设3排，行列式布置。

2）注浆采用袖阀管进行多次反复注浆，间隔时间按浆液的初凝时间根据试验结果确定，但不应小于4h;第一次注浆时压力为0.2～0.5MPa，进行复注浆时正常注浆压力为0.5～1MPa。

3）注浆以普通硅酸盐水泥单液浆为主，周边止浆帷幕可采用水泥、水玻璃双液浆或硫铝酸盐水泥浆，水灰比0.6～0.8：1，水泥水玻璃比为1：1，浆液有效扩散半径为2.0m，可根据现场注浆试验进行调整。

4.溶洞监测

该溶洞为保证施工和运营的安全预警，分别进行了以下监测：围岩收敛监测、岩体压力监测、岩体表面应变监测、锚索轴力监测、锚杆轴力监测、土体分层监测、围岩与初支接触压力监测、初支拱架应力监测、二衬钢筋应力监测、二衬混凝土应力监测、初支与二衬接触压力监测、隧底与回填体离层监测、基底回填体分层沉降监测、钢支撑轴力监测（施工期间）、钢支撑应变监测（施工期间）、隧底沉降监测得到相关监测数据得出结论如下：截至2019年11月28日，检测数据均无异常变化。

5.结束语

综上所述，本文以隧道巨型岩溶大厅工程施工案例为依据，总结了隧道岩溶大厅治理重难点施工技术，以科学的、合理的理念为指导，以严谨的施工态度，有效的推动现代高铁建设的不断发展，同时为同类型地质条件隧道建设提供了生动范例。

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[3]浅析铁路隧道工程岩溶段施工处理技术[J].赵伟刚.太原城市职业技术学院学报.2020（01）.

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