胡家坡隧道溶洞处理方案

胡家坡隧道DI2K24+563～DI2K24+543段

施工方案

一、编制依据

1、胡家坡隧道（DI2K23+947.5）设计图；

2、胡家坡隧道DI2K24+563～DI2K24+543段现场地形、地质情况，统筹施工，总体施工计划；

3、现行的工程建设和铁路行业技术标准、施工规范和操作规程、工程质量检验评定标准等技术资料；

4、现行的相关法律、行政法规和工程建设施工的规定；

5、我公司现有的施工技术力量、机械设备及历年来在隧道方面的施工能力和施工经验。

二、编制范围

胡家坡隧道DI2K24+563～DI2K24+543段。

三、编制原则

1、认真执行国家、铁道部、建设单位关于高铁基本建设的法令、法规、政策和管理办法。

2、严格执行国家、铁道部关于铁路工程施工技术规范、操作规程和质量检验评定标准。

3、充分考虑本隧道工程特点和工程施工环境。

4、满足现场施工的具体要求：

（1）施工方案科学、方法先进合理、措施切实可行，做到“方案上可行、安全上可靠、经济上合理”，以满足总工期要求。

（2）施工机械设备配套齐全，搭配合理，并有备用，满足施工方案及工艺要求。

（3）劳动力安排和主要材料供应计划，满足施工方法、施工工艺和进度计划要求。

（4）组织机构合理，专业技术管理人员配备满足施工需要。（5）施工总平面布置做到统筹安排，布局合理，节约用地，减少干扰，满足环保及水土保持要求。

（6）确保达到安全、质量、工期目标，环境保护、水土保持、爆破安全技术措施切实可行，具体可靠，做到文明施工。

四、原设计情况

DI2K24+120～DI2K24+660段基岩为灰岩夹页岩，页岩、泥岩夹灰岩及煤线，设计围岩为V级，支护及衬砌类型为V级Ⅰ型加强复合式衬砌，其中DI2K24+560～DI2K24+557为V级加强下锚复合。超前支护为超前小导管预支护。

五、工程地质

DI2K24+120～DI2K24+660段基岩为灰岩夹页岩，页岩、泥岩夹灰岩及煤线，且岩质软，稳定性差。

目前上台阶掌子面里程为DI2K24+563，拱顶埋深约17m。掌子面揭示地质情况为：基岩以薄至中厚层深灰色灰岩为主，夹灰黄色薄层泥、页岩及硅质岩；灰岩溶蚀现象严重；泥、页岩及硅质岩风化严重，为强风化状；岩层走向与洞轴方向近于垂直，岩层倾角约40°~45°；据现场施工情况介绍，2011年12月11日掌子面中部为一宽1~1.5m

的灰岩质岩柱呈竖直状贯穿掌子面，岩柱左右两侧各为填充型溶洞，填充物为硬塑状黄色黏土，夹杂大量的砂、页岩质强风化碎、块石，掌子面干燥，无地下水渗出。施工期间，因溶洞内填充物失稳坍塌，于DI2K24+566~+560线路左侧拱部形成一宽6~7m、高5~6m的坍落空腔，于DI2K24+565~+560线路右侧拱部形成一宽4~5m、高2~3m的坍落空腔，坍落堆积物以黄色黏土为主，夹灰岩质、泥页岩质碎块石，其中灰岩质块石最大块径为2*3*4m，其上溶隙溶孔密集发育。因该段浅埋，洞身内坍塌导致地表DI2K24+565~+550中线附近，形成一纵向长13~15m、横向宽15~17m、深5~10m的近椭圆形坍塌坑，地表靠小里程端坑壁高约8~10m且坡面岩层层面顺向坑中心，坑壁顺层蠕滑，致使地表DI2K24+544、+517形成两道宽5~20cm、深50~150cm 的环向连续裂缝，DI2K24+517裂缝已造成一座坟地破坏并影响另外两座坟地。

六、方案变更原因

自然原因：岩溶（不可预见的地质原因：因为异常、特殊、无规律性，现行的勘察规范及勘探手段难以查清）。

七、具体施工措施

1、为防止坍坑上方土体蠕动破坏坟墓及果林，采用弃碴反压回填掌子面后，先对地表塌坑采用C20片石砼回填至原地面下1m处，再施作1m厚黏土回填，地面裂缝采用黏土夯填密实，防止地表水下渗。并用塑料薄膜覆盖。

2、设置警戒并做好排水处理

对地表坍陷区采用彩条布覆盖，并设置警戒范围（用彩条旗将坍陷区四周围起来，并在行人处设置警戒标识牌），派专人防护。坍塌区四周设临时排水沟。在坡脚设置临时截水沟将坍陷区排水引入山沟下游。

3、DI2K24+563~+566段右侧拱部空腔采用C20砼回填密实后，DI2K24+563~+568段拱部增设4m长φ42注浆小导管注浆加固拱部围岩。注浆材料选用1：1水泥净浆，注浆压力控制在0.5～1.0MPa。

3、超前支护

超前φ108大管棚长15米，环向间距0.4m，每环36根，设2环，纵向间距10m，搭接5m，原φ42超前小导管仍然施作。

临近管棚施工部位时初期支护断面前4榀钢架每榀抬高8cm，总抬高32cm，形成工作断面，以便于控制管棚施工角度，保证管棚有效支护长度。（具体详见图1）

管棚材料采用厚度为6mm的Ф108热轧无缝钢管加工而成。

管棚注浆孔制作：管棚上钻注浆孔，孔径为10～16mm，孔纵向间距15～20mm，呈梅花型布置，孔间距20cm。尾部留不小于100cm 的不钻孔止浆段。

钻孔及清孔：采用管棚钻机风动干钻法钻进成孔，孔径应大于管棚直径15mm，管棚成孔后应来回扫孔两次，将孔内岩粉残碴清除干净，以便于管棚安装。钻机回旋钻头直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数应满足施工需要。

顶管：钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转或人工配

合挖掘机装入孔内，如遇故障，需清孔后再将钢管插入。

注浆作业：超前大管棚、小导管注浆材料采用1：1水泥净浆。用注浆泵按先单后双，先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆压力控制在0.6～1.0Mpa。

4、洞身开挖及支护

DI2K24+563~+543段采用Ⅴ级Ⅱ型衬砌，设全环I20b型钢钢架间距0.5m/榀，拱部系统锚杆调整为4m长φ42注浆小导管，为确保施工安全，采用三台阶法施工，上台阶留置弧形核心土，减少临空面，确保掌子面的稳定。

开挖采用挖掘机开挖，人工配合修整，局部较硬岩层采用破碎锤开挖。如需爆破，采用小药量松动爆破，多打孔，少装药，尽量减少对围岩的扰动。开挖循环进尺不大于1榀拱架间距，边墙落底一次开挖不超过2榀拱架。

三台阶七步开挖法施工工法说明：

施工步骤见图-2，开挖透视图见-3，施工工序见图-4所示。

第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为3～5m，宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。开挖循环进尺根据初期支护一榀钢架间距确定，最大不得超过0.6m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。上台阶开挖矢跨比大于0.3为原则，确定上台阶高度为3.4m。开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，