某高速公路隧道溶洞现状及处治技术研究.pdf
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1、117交通科技与管理工程技术0引言我国岩溶地貌分布较为广泛,已运营的高速公路隧道中,岩溶地质隧道占全国高速公路总体隧道数量的50%以上,对高速公路隧道运营结构安全产生重要影响。因此,加强高速公路隧道溶洞现状及处治技术研究具有十分重要的现实意义。国内众多学者对此展开了研究,如刘江华1结合具体公路隧道工程,针对岩体碎裂情况严重、质地偏软等问题,通过填埋施工和回填施工两种方案比选,从经济性和实现性角度,采用回填溶洞方法,降低溶洞坍塌概率,实现暗洞充分填埋;卿波2根据溶洞形态、水文地质条件对溶洞稳定性进行评价,并根据评价结果,针对溶洞顶部、侧壁及与隧道交界位置有局部失稳状况,提出加固方案,对比四种加固
2、方案,综合施工难度、施工成本、工期等因素,最终确定明洞加固方案,取得良好的治理效果。以上研究,为高速公路隧道溶洞处治提供经验借鉴。岩溶地貌,也就是喀斯特地貌是清远比较常见的地质类型。岩溶问题一直困扰着高速公路隧道建设,对隧道地基的稳定性有着重大影响。因此,寻求行之有效的处治措施一直是该地区隧道工程建设的重要问题。鉴于此,该文以清远某高速公路隧道为研究背景,对隧道溶洞现状及处治技术进行如下分析和研究。1工程概况1.1隧道基本信息该高速公路隧道工程位于广东省清远市,为单向两车道分离式隧道,设计时速 80100 km/h,净空高宽分别为 5.0 m 和 10.25 m,隧道(左洞)起讫桩号为K217
3、8+015K2178+429,里程长414 m,最大埋深约120 m,于 2008 年已通车运营。隧道进出口形式设计为端墙式,采用电光照明、自然通风、沥青混凝土路面。洞体衬砌形式采用复合式衬砌结构,初期支护采用锚杆、钢拱架、钢筋网喷混凝土,二支采用筑模或钢筋混凝土,联合组成永久性承载系统。1.2地层岩性根据钻探结果揭示,隧道基地地层主要为碎石、黏土和石炭系(C)。其中石炭系(C)由于构造裂隙、风化裂隙和水的强烈溶蚀淋滤作用,岩溶发育,分为强、弱、微弱三个发育层段。在岩溶发育强层段,岩性为灰 灰黑色的灰岩,节理裂隙发育,岩体较破碎,溶蚀严重,围岩深度为 0.73.7 m;岩溶发育弱层段,岩性为灰
4、 灰黑色的灰岩,节理裂隙较发育,岩质新鲜较硬,岩芯呈短 长柱状,围岩最大厚度为 11.0 m。溶洞岩体呈溶蚀发育,经长期发育,其内部构造应力逐步弱化。1.3水文地质条件受隧道区内构造变形影响,洞穴顶部岩体节理裂隙发育。岩溶裂隙水是区内主要的水文地质类型。主要接受大气降水垂直入渗补给洞穴内的有落水洞,径流基本流向以垂直向下流动为主。枯水期,溶洞未见地下水,但丰水期溶洞内有少量积水。1.4溶洞形态隧道在施工期间于 K2178+074K2178+134 段遭遇大规模溶洞贯穿隧道。该段隧道基地位于岩溶洞穴内,其形态为椭圆形,倾斜发育,溶洞顶部呈穹顶状,挂有零星钟乳石,洞底有零星石笋和石柱,并堆积有洞顶
5、、洞壁垮落坍塌的灰岩块石及由于长期风化形成的黏土,属岩溶堆积地貌形态。结合地勘报告及现场具体状况分析,溶洞周壁围岩为近似水平状灰岩,溶洞底部有坍塌的落石,且填充物较厚,最深有十几米,主要为褐黄色黏土。溶洞长约 60 m,最高处有 28 m,宽约 45 m。收稿日期:2023-07-09作者简介:罗文斌(1991),男,硕士研究生,工程师,研究方向:岩土工程检测与监测。某高速公路隧道溶洞现状及处治技术研究罗文斌,任子熊(深圳高速工程检测有限公司,广东 深圳 518000)摘要受复杂的施工环境和多变的地质条件影响,高速公路隧道容易遇到断层、软岩、溶洞等不良地质状况,严重影响隧道后期运营的结构安全。
6、因此,在高速公路隧道运营阶段,需要对高速公路隧道进行定期检测,分析隧道溶洞分布现状,并积极采取处治措施,以确保隧道运营安全。文章以清远某高速公路隧道工程为例,采用自动化监测技术对隧道溶洞现状进行调查,并根据溶洞分布和渗漏水情况及溶洞稳定性评价结果,综合考虑隧道运营风险、施工安全、质量控制、投资控制、施工工期等因素,采取科学的处治技术,旨在为高速公路隧道管养提供可靠技术支持。关键词高速公路;隧道;溶洞;现状调查;稳定性评价;处治技术中图分类号U455.49文献标识码A文章编号2096-8949(2023)17-0117-032023 年第 4 卷第 17 期118交通科技与管理工程技术图 1K2
7、178+127.5 人行横洞内挡墙混凝土及承台现状3溶洞稳定性评价溶洞的稳定性是溶洞处治技术选择的关键性指标,因此在溶洞处治方案前,应先对溶洞进行稳定性评价。在溶洞稳定性评价过程中,需要从溶洞的整体和局部块体两个角度进行综合考量。现阶段,溶洞稳定性评价方法主要通过定性和定量分析进行评价。3.1溶洞整体稳定性定性评价以该高速公路隧道工程的地层岩性、水文地质条件、溶洞形态等作为评价因素,通过比较有利稳定性条件和不利稳定性条件,对溶洞整体稳定性进行表格化定性评价,具体分析结果如表 2 所示。根据表 2 溶洞整体稳定性定性评价结果,通过模糊综合判定法对其稳定性进行综合评估,最终评价该隧道溶洞整体稳定性
8、等级为级。由此表明,该隧道溶洞属相对稳定状态。2溶洞现场状况为了充分了解该高速公路隧道内溶洞的发育情况,采用自动化监测技术对隧道溶洞现状进行调查,具体的调查情况如表 1 所示3。由表 1 调查结果可知,第一段承台上方挡墙表面有水,未见明显裂缝;第二段承台上方挡墙表面未见有水,同时也未见明显裂缝;K2178+078 车行横洞内钢筋混凝土支撑墙表面有水,未见明显裂缝,承台及桩基础不可见,溶洞落水洞未听见水声;K2178+127.5 人行横洞内钢筋混凝土支撑墙未见明显裂缝,承台部分可见,表面有水,未见明显裂缝,桩基不可见。K2178+127.5 人行横洞内挡墙混凝土及承台现状如图 1 所示。表 1隧
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