京沪高速铁路建设总结◎技术卷
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第四节 滕州隧道

一、工程概况

滕州隧道进出口里程分别为DK600+033、DK601+537,全长1504m。隧道进出口地势较平缓,覆盖层厚度为5m,隧道最大埋深为130m。

二、特殊地质条件

滕州隧道洞身在开挖施工过程中共遇到了12处溶洞,其中有7处为小溶洞,0.8m×1.5m(高×宽);5处为中型溶洞,1.2m×1.5m(高×宽),溶洞走向基本垂直隧道两侧边墙或斜向沿两侧边墙延伸,大部分溶洞无地下水,个别溶洞有少量地下水。

三、关键技术

岩溶隧道进行超前地质预报,根据预报结果必要时修正设计方案。在爆破凿眼时注意前方地质变化,发现空洞或突然岩层变软情况停止爆破,制定安全措施方案后方可爆破开挖。对于含水岩溶地区,按富水隧道施工要求组织施工。

1.地表处理措施

岩溶隧道在地表分布有大大小小的溶槽、溶沟、漏斗时,首先对地表水的水流方向、消失位置详细了解,对有可能贯入隧道的岩溶漏斗进行回填,回填土表面加混凝土盖,四周浆砌片石挡水墙,并另修水沟将原来进入漏斗的水流引往别处。

2.超前预报技术

隧道开挖过程中,按照开挖进度(尤其是当地质图上标明前方有断裂破碎带、不同岩层变化带时)对掌子面前方20~30m范围处进行超前地质预报。同时可采用掌子面地质素描、超前水平地质钻孔等手段进行综合探测分析,探明溶洞的位置、形状、规模、地下水发育情况、填充物状况等。

3.工程治理措施

(1)岩溶水处理措施

①泄水洞排水

对岩溶水的处理原则是以排为主,截、堵、排、防相结合的综合处理措施。当预测到隧道区域的岩溶水量大、水压大,而隧道确实无法避开时,考虑专门设置排水隧洞,达到排除岩溶水,降低地下水位,保持隧道干燥和施工安全的目的。

泄水洞的设置从安全、环保、施工等多方面进行综合评价,以保证方案考虑周全,成本最低。泄水洞位于地下水来向的一侧,采用超前钻孔探测,预备足够的抽水设备。

②涵洞、倒虹管过水

隧道断面与岩溶水相交时,为保证岩溶水畅通,在隧道底部设钢筋混凝土圆涵,或倒虹管,同时涵洞出入口周边至隧道边墙外缘采用浆砌片石回填密实。

(2)中小型溶洞处理措施

①地下水不发育的小型溶洞

地下水不发育或干涸的小型溶洞,无论其交叉方式如何,都可用浆砌片石或干砌片石回填处理,必要时采用压浆填充固结。

②地下水发育的小型溶洞

地下水发育的小型溶洞,根据溶洞与隧道按交叉形式不同,将工程处理措施划分以下几种:

a.隧道与溶洞平面交叉

若溶洞出现在隧道上方无水时可采用封闭措施,有水则留出通道,并保证衬砌厚度和拱顶以上回填密实,不渗水;若溶洞出现在隧道下部,可考虑设置涵洞和泄水洞等方式排水。若隧道穿过无填充物的溶洞,顶部有常流水沿岩溶通道至泄水洞排出,为了不致在修建隧道后阻塞水流,在隧底设置石砌暗沟,使岩溶水仍沿原有通路自行排出。

b.隧道与溶洞上下交叉

超出隧道壁10m范围的溶洞原则上不进行处理,10m之内的溶洞,采用物探等方式探明其具体形态、交叉范围、富水情况等,视其状况制定处理措施,原则上将隧底溶洞钻孔,进行吹沙注浆回填密实。

c.隧道与溶洞侧壁相交

经调查岩溶发育状况、岩溶水对隧道无影响时,可回填封闭处理,隧道底部采用片石混凝土回填,靠边墙1m范围用浆砌片石回填,其余回填弃渣,空隙吹砂填满,压注水泥砂浆胶结。

d.隧道穿越垂直溶洞

采用隧底回填封闭,上部护拱防护的方法。隧底以下部分用块石、碎石回填密实,距隧底1m厚度用浆砌片石或混凝土回填,拱顶设浆砌片石或混凝土护拱,其上回填一定厚度干砌片石以备落石掉块时起缓冲作用,厚度一般不小于2m。

③隧道底部已填充的小型溶洞

可用加设底板梁加强衬砌的方式通过。将隧道底板或仰拱设计为平板式,底板及边墙下部加布钢筋,灌注混凝土,使边墙和仰拱(或底板)共同形成钢筋混凝土梁,增强和改善受力性能。