中老铁路万荣隧道岩溶处理技术

中老铁路万荣隧道岩溶处理技术

中国水利水电第十工程局有限公司四川成都610072

摘要:岩溶通常情况下是一种可溶性岩石,它极容易在水的影响下出现沉积亦或崩塌的情况,通常情况下岩溶主要是碳酸盐岩。其在地下极容易形成暗河、溶洞等,在老挝万荣地区岩溶地质极为常见。当我们进行隧道施工时,一旦施工过程触及岩溶地质,既有可能发生地表坍塌、透渗一类的情况,这会对施工过程造成难以弥补的伤害,本文作者将以万荣隧道为例,简要介绍隧道中的岩溶处理技术。

关键词:隧道;岩溶处理;技术

想要对岩溶隧道进行处理,首先便要完成对岩溶中水流的处理,其中便包括排水及堵水处理,这些均是保证在隧道中的岩溶地区顺利施工的有效手段。在进行正式施工之前,我们需要先检验隧道之中的地质信息,然后根据具体的地质条件制定相应的岩溶处理方案。

一、万荣隧道相关介绍

万荣隧道是泛亚铁路中通道新建磨万铁路所经隧道,泛亚铁路是我国Ⅰ级单线铁路,铁路行车速度设为160km/h,其中一般地段与困难地段的曲线半径不同,前者为2000m,后者为1600m,铁路整体坡度为12%,当中磨丁到万荣加力比整体坡度高出一倍,为24%。铁路起始于中国老挝边境的口岸磨丁,北面与我国云南玉溪-磨憨铁路相接,南面通过老挝北部万象省、乌多姆赛省等直达老挝的首都万象市,铁路整体长度为414.332公里,桥梁长度占铁路总长约15%,隧道占47%,桥隧占62%。而万荣隧道整体居于班旺门—万荣之间,总长为1828m。其洞内线路整体坡度为3%。隧道中的Ⅲ级围岩约占整体30%,IV级围岩占40%,V级围岩占29%。

二、岩溶处理技术实例分析

笔者在正式施工前提前对万荣隧道的DK294+700~+770段进行了调查,结果显示该地地质主要覆洪积层,隧道内存在班旺门断层,其是区域性质的逆断层,长度大约为19km,而且断层使得三叠系、石炭系之间直接接触,规模很大,破碎地带整体宽度约为20m,工程难度较大[1]。

隧道DK294+700~+770段溶洞揭示情况:

(1)DK294+720处溶洞

开挖揭示线路左侧边墙发现一溶腔,尺寸约为宽4.8m*长17m*高8.7m,溶腔位于隧道结构线以外,溶腔纵向与线路走向夹角约10-15°,在DK294+720处有向基底延伸的趋势,无充填物,有过水痕迹,于左边墙可见。

(2)DK294+730处溶洞

掌子面爆破后隧道结构线内左下部揭示一溶洞,尺寸约为宽1.5m*长2m*高1m,有向基底延伸趋势,随着进一步掘进,该溶洞目前未呈现。

(3)DK294+742处溶洞

在左侧拱脚处揭示溶洞。该溶洞受陡倾节理和层面共同控制,溶洞内无充填物,底部汇水,溶蚀强烈发育。溶洞内侧距中线偏距约2.5m,揭穿洞口处宽度为3.9米,径向深度为3.8米,可测高度约3.45米,形成一个约50方体积的大溶腔,两侧仍继续深入发育。该溶洞右侧继续沿轴向45度角向隧道掌子面前进方向发育并蜿蜒深入,具体纵向发育深度未知,溶洞左侧底部竖直向下发育,下部溶腔含有大量岩溶水,抛石约3秒左右可闻落水声,预测水面至溶洞顶高度约为18米左右,水下溶洞发育及地下水走向待测知,从溶洞顶部和多处洞壁上的新鲜基岩面来看,该溶洞天然状态下处于稳定状态。拱顶偏左侧下2米处有一溶蚀裂隙雨期渗流雨水并汇入溶腔,掌子面及毛开挖面稳定性较好,青灰岩较硬,以中厚层-厚层状构造为主,节理裂隙较发育,掌子面受节理面切割,完整性一般。

处理方案:

(一)溶洞洞身。1、初步了解溶洞。在初始时探索溶洞,探查其发育及发展状况,清理溶洞。2、封堵墙。面对万荣隧道中DK294+742和DK294+725的溶洞,我们发现其发育到隧道底部,这时运用了C20砼建设封堵墙,当发现溶洞中完全回填且整体强度达标以后开始桩基施工[2]。3、回填溶洞。当上一步完成以后我们在隧道的DK294+745和DK294+762处使用c20砼进行回填,然后将溶腔上部出现的渗水用标准Φ100的PVC管导向侧沟,其中PVC管高于回填体至少50cm,并将管子露出的地方进行打孔,用土工布包裹露出之处和管口[3]。

(二)溶洞洞底。1、在隧道的DK294+725~+755段的底部建设桩基托梁,我们在托梁的右侧下面设置了2#、4#、6#、8#、10#桩,左侧设置1#、3#、5#、7#、9#桩。其中桩位部托梁之间建设横梁。隧道之中,建设的桩基托梁的左侧及右侧的中心线与隧道中线保持2.78m,将左托梁设置为30m,右侧为25.75m,托梁横截面设成1.5*1.5m。2、桩位部的托梁之间建设横联,其中横联的材质为强度C35的钢筋混凝土,截面保证1m*1m,长度均设计为4.06m,总体数量为5根。

(三)建设托梁、横梁。1、挖掘基坑:在确定桩身砼满足强度标准之后开始挖掘基坑。要建设横向、纵向截水沟在基坑的开挖线之外,把地表水排进隧道内的侧向水沟,用挖掘机这一工具进行放坡开挖,注意将坑底预留出30cm交给人力清理。同时,要及时掌握地址状况,设计围栏一类的防护措施,谨防出现人员跌落的现象。2、除去桩头、桩基。在正式除去桩头之前,要在桩体的侧面以鲜艳颜色的油漆进行标注,谨防出现桩头多凿的情况。在施行的过程之中要确保不干扰桩顶下面的桩身砼,决不可使用挖掘机强行拉断桩头,防止主筋被破坏。在面对进入承台的桩身时,要将钢筋修整为预设形状,然后测量桩顶高程,检测桩基。除去的桩头部分要报给管理人员进行验收,在运用工具检测合格之后浇筑砼垫层。3、绑扎钢筋。挖掘托梁基坑,在达到基底之后检验高程,合格之后开始浇筑垫层砼。在垫层砼到达设计中强度的75%之后绑扎钢筋。4、托梁接地。在托梁底层的钢筋网要充当接地连接,在钢筋网中的纵横钢筋和桩基接地钢筋连接之处使用强度为φ16的L型钢筋进行焊接。在浇筑托梁中的混凝土前测试贯通性,完成之后测试接地电阻,数值要填写进记录表。5、拼装模版。托梁所用模版要使用钢膜,在吊机的配合下进行安装,同样也可以选择组合胶合板、钢模版进行支立。使用方木、型钢等撑实周围坑壁,让模版能够在尺寸精准的同时保证稳固。最后,绑扎预埋钢筋需要在模型立好后实行,以模型上口的尺寸为标杆,控制模型准确程度,然后进行焊接,稳固骨骼以防止出现移位现象。6、浇筑托梁砼。要通过集中拌合、机器计量、罐车输送、泵送的方式使用混凝土,用插入型振捣器进行振捣。要在下层中的混凝土初步凝实之前成功浇筑上层中的混凝土,设置串筒或者溜槽承接下落距离大于2米的混凝土。在分层浇筑混凝土时,要将分层的厚度维持在30、45cm间。运用插入型振捣器振捣,使用时不要触碰到模型或钢筋。7、交通转换横梁的施工过程。在进行施工时,首先对1#-2#--3#-4#段的横联进行施工,之后对5#-6#--7#-8#--9#-10#处施工。使用仰拱栈桥维持隧道之中的流畅交通,其中栈桥的长度保证满足连续施工,钢制栈桥长为16m,使用仰拱浇筑技术。

总结:

整体说来,岩溶处理是进行隧道工程建设的常见过程,其过程较为复杂,需要我们结合具体的地质施工环境等情况具体分析,希望笔者本文所讨论的技术处理方法能够为广大同仁提供一些参考。

参考文献:

[1]唐冬云,陈培帅,黄威.盾构隧道岩溶地层处理及掘进施工控制技术研究[J].中国水运(下半月),2018,18(08):215-216.

[2]林键.岩溶地质条件下隧道设计处理措施[J].河南建材,2018(04):221-223.

[3]王剑.隧道岩溶地质的处理与施工技术的研究进展[J].科学技术创新,2018(15):142-143.

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