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湘潭九华经济建设投资有限公司 411201
【摘 要】结合实际工程，介绍了采用跨越式桥梁方法处理贯穿型溶洞的施工方案及处理方法，并指出各关键工序施工注意事项。该方法具有质量好、安全可靠、施工进度快、对隧道扰动小等优点。
【关键词】公路隧道；贯穿型溶洞跨越式；桥梁施工技术
1.施工总体方案
总体方案是在溶洞另一端沿轴线方向上先开出一段，然后用工字钢搭设跨越平台，在平台上先浇筑隧道底板，然后浇筑侧墙和顶模。
1.1采用在现有已开挖出口作为施工平台对对岸侧壁进行凿岩爆破，然后用槽钢搭设简易作业平台，施工人员通过该平台进入对岸侧壁进行扩挖，当挖到宽度、高度和深度要求时进行锚喷临时支护。
1.2在溶洞两端已开挖好的隧道段选取一段开挖凹槽（见图1）。
1.3在已开采处用工字钢和槽钢作为搭设跨越式桥梁作业平台，用焊接方式固定同时设置横向连接和斜撑。
1.4作业底板钢筋与模板，浇筑底板混凝土。
1.5进行侧墙与顶拱施工，形成一个穿越溶洞的钢筋混凝土箱体。
图1 贯穿型溶洞跨越式桥施工示意
2.总体施工方法
2.1地质勘探和详细勘测
采用超前地质预报手段及其他不同的地质勘探方法进行预测，发现溶洞后，应立即停下正常的施工，放慢施工进度，注意施工安全。首先将溶洞与隧道切面打穿，然后对溶洞的情况进行详细的勘测，绘制溶洞位置图及断、剖面图。在溶洞对岸侧壁上放样，放出隧道轴线方向的中心点和中心线。由于到对面侧壁放样做标志较为困难，可以在已开挖段采用激光射线定位。
2.2溶洞侧壁开挖
目的是在溶洞对面侧壁按隧道开挖断面先开挖出一段作为下一步施工平台。由于没有施工平台，在对岸侧壁进行钻爆施工难度较大，此时不可能采用常规的掘进方法，应采用“蚕食”办法。充分利用已开挖段作为钻爆作业平台，利用凿岩台车钻孔，远距离装药，在对面侧壁上炸出一个洞，洞高、宽满足2m 左右即可，然后按一定间距在溶洞两端铺工字钢，并采用槽钢进行横向连接固定和支撑，作为到对岸侧壁进行钻孔爆破的简易通道。通过这个通道，施工人员可以方便进入对岸侧壁进行钻爆作业，采用Y27 型风钻钻孔爆破扩洞，具备条件后进行精确放样，逐步将对岸侧壁隧道段开挖到设计开挖断面和跨越式桥作业的深度。开挖完成后，为确保作业人员的安全，在开挖面作锚喷支护。
2.3底板平台施工
2.3.1在溶洞已开挖的隧道两端分别向下开挖一段凹槽，凹槽长度根据隧道岩石级别和设计要求，确保以后跨桥两端搭接长度满足公路路面承载要求，宽度要求每边比隧道设计断面宽出1 ～ 1. 5m。
2.3.2根据凹槽长度和溶洞跨距采用I20b 按50cm 间距铺设作业平台。然后对平台用槽钢进行横向连接，并用I20b 焊接斜撑，确保整个作业平台安全可靠。同时在平面两边临空面设置栏杆，保证施工作业人员的安全（见图2）
图2 工字钢平台施工平面示意
施工注意事项：①工字钢两端与隧道的搭接越长越好，工字钢的间距可以作临时调整，如果溶洞跨度较大可适当加密。②槽钢跟工字钢、工字钢之间焊接质量必须满足规范要求，斜撑与岩面接触段应打锚杆进行固定，锚杆深度根据岩性而定，一般石灰岩深度不低于2. 5m。确保斜撑作用满足平台安全作业要求。③施工作业人员在进行临边施工时应系好安全带和安全绳，确保临边施工作业安全。
2.4 底板施工
2.4.1底板模板和钢筋
底板模板包括平台底部满铺底部模板和平台两临空边缘侧向模板。底部模板比较简单，用钢模板在平台上满铺即可，侧模采用脚手架搭设支架，然后将侧模固定在脚手架上。底板钢筋根据设计的布筋进行，单根钢筋的制作在洞外钢筋加工棚内完成，搬运至施工地点进行现场安装。施工注意要点：①侧面模板脚手架支架应高出设计的底板混凝土面70 ～ 100cm，上部作为下一步施工的安全防护栏杆；②底板两侧侧墙浇筑位置应预留搭接钢筋，并用包裹塑料布进行保护。
2.4.2底板混凝土浇筑
混凝土搅拌站的位置根据现场情况确定。最好采用商品混凝土，混凝土罐车直接拉到浇筑点采用混凝土直接输送到浇筑点。如果没有商品混凝土也可以把搅拌场设置在洞内，将水泥、砂石料运至洞内搅拌站，搅拌后用斗车运输到浇筑位置进行浇筑，用插入式振捣器进行振捣。
2.5侧墙与顶拱的施工
采取侧墙与顶拱同时进行，施工工艺与隧道衬砌相近。不同的是，首先在已浇筑好的底板平台上搭设门字形脚手架支架，然后安装侧模和顶模，安装钢筋，利用钢模台车，混凝土泵浇筑衬砌混凝土，这样整个隧道外衬便一次成型，形成一个完整的箱体（见图3）
图3 侧墙与顶拱施工示意
施工注意事项：①底板浇筑完成后进行养护，28d强度达到设计要求的85% 以上后，方可进行边墙和顶拱的浇筑；②脚手架支架搭设需稳固，必要时采用108 钢管作为骨架，焊接固定；③侧墙与顶拱沿隧道轴线方向逐段完成。
3.隧道溶洞处理方案
3.1处理方案选择原则
3.1.1 安全性。确保施工安全与运营安全，围岩累计变形量不大于10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。
3.1.2 可操作性强。要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。
3.1.3 灵活性好。根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。
2.1.4 具有可连续性。需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。 3.1.5 经济性强。即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
3.2 处理施工方案 首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理，增强隧底承载力；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。
处理顺序为：封闭掌子面→施作套拱→施作超前大管棚→挖除坍塌体→洞身开挖、支护→边墙及基底加固处理→坍塌溶腔回填处理。
4.公路桥梁伸入隧道方案存在的问题
4.1 桥梁进洞存在的问题
分离式隧道正常断面建筑限界比路基宽度窄，而桥梁宽度和洞外路基同宽。桥梁伸入隧道方案，在存在诸多优点的同时，也存在以下问题：
4.1.1隧道断面需要加宽，需要考虑桥梁施工所需空间及正常断面和扩大断面之间的衔接问题；
4.1.2洞内排水系统出水口受阻问题；
4.1.3洞外管线进入隧道问题；
4.1.4桥台施工和隧道施工的干扰问题；
4.1.5合理调整桥梁跨径和桥梁伸入隧道长度的问题。
4.2桥梁进洞问题解决方案
4.2.1 隧道断面加宽设计
以行车速度为80 km/h 的高速公路为例，隧道建筑限界宽度需要由正常断面的10.25 m 加宽至12.25 m；同时为满足桥梁施工时的吊装或支模需要，限界外需要预留一定的富裕量。采用预制箱梁方案时，富余宽度不宜小于10 cm；采用现浇方案时，
富余宽度根据支模需要进一步加大富余量
4.2.2 洞口排水处理
进洞口为上坡时，洞内中心沟和路基边沟出水口受到箱梁的阻挡，无法正常引至洞外。本项目采取的措施是：将路基边沟内的水通过预埋的PVC 管引出；中心沟出口应通过检查井提前错位（偏移）20cm，避免与箱梁冲突（图6，图中H 为箱梁高度，根据进洞桥梁梁高的不同确定隧道拱脚基础标高）。由于边沟污水一般对混凝土具有腐蚀性，影响混凝土的耐久性，应对桥台和台帽采取防护措施，如增设水沟、避免污水漫流等；中心沟排出的地下水一般是常流水，应采取措施避免直接冲刷桥台和台帽。进洞口为下坡时，防止洞外桥面水汇入隧道内，应采取措施加强疏排，增设排水管。
5.结束语
采用跨越式桥梁方法处理贯穿型溶洞在溶洞底部很深时是唯一的选择方法，该方法具有质量好、安全可靠、施工进度快、不改变隧道地质构造、施工对隧道扰动较小等优点。
参考文献：
[1]朱宇仪；略谈提高隧道工程技术水平问题[J]；铁道建筑；1984年09期
[2]肖龙鸽；隧道工程破坏一般规律及预防措施概述[J]；隧道建设；2004年05期
[3]杨盛双；；浅谈朔黄铁路一期工程不良地质地段隧道施工技术[J]；岩土工程界；2006年03期
【摘 要】结合实际工程，介绍了采用跨越式桥梁方法处理贯穿型溶洞的施工方案及处理方法，并指出各关键工序施工注意事项。该方法具有质量好、安全可靠、施工进度快、对隧道扰动小等优点。
【关键词】公路隧道；贯穿型溶洞跨越式；桥梁施工技术
1.施工总体方案
总体方案是在溶洞另一端沿轴线方向上先开出一段，然后用工字钢搭设跨越平台，在平台上先浇筑隧道底板，然后浇筑侧墙和顶模。
1.1采用在现有已开挖出口作为施工平台对对岸侧壁进行凿岩爆破，然后用槽钢搭设简易作业平台，施工人员通过该平台进入对岸侧壁进行扩挖，当挖到宽度、高度和深度要求时进行锚喷临时支护。
1.2在溶洞两端已开挖好的隧道段选取一段开挖凹槽（见图1）。
1.3在已开采处用工字钢和槽钢作为搭设跨越式桥梁作业平台，用焊接方式固定同时设置横向连接和斜撑。
1.4作业底板钢筋与模板，浇筑底板混凝土。
1.5进行侧墙与顶拱施工，形成一个穿越溶洞的钢筋混凝土箱体。
图1 贯穿型溶洞跨越式桥施工示意
2.总体施工方法
2.1地质勘探和详细勘测
采用超前地质预报手段及其他不同的地质勘探方法进行预测，发现溶洞后，应立即停下正常的施工，放慢施工进度，注意施工安全。首先将溶洞与隧道切面打穿，然后对溶洞的情况进行详细的勘测，绘制溶洞位置图及断、剖面图。在溶洞对岸侧壁上放样，放出隧道轴线方向的中心点和中心线。由于到对面侧壁放样做标志较为困难，可以在已开挖段采用激光射线定位。
2.2溶洞侧壁开挖
目的是在溶洞对面侧壁按隧道开挖断面先开挖出一段作为下一步施工平台。由于没有施工平台，在对岸侧壁进行钻爆施工难度较大，此时不可能采用常规的掘进方法，应采用“蚕食”办法。充分利用已开挖段作为钻爆作业平台，利用凿岩台车钻孔，远距离装药，在对面侧壁上炸出一个洞，洞高、宽满足2m 左右即可，然后按一定间距在溶洞两端铺工字钢，并采用槽钢进行横向连接固定和支撑，作为到对岸侧壁进行钻孔爆破的简易通道。通过这个通道，施工人员可以方便进入对岸侧壁进行钻爆作业，采用Y27 型风钻钻孔爆破扩洞，具备条件后进行精确放样，逐步将对岸侧壁隧道段开挖到设计开挖断面和跨越式桥作业的深度。开挖完成后，为确保作业人员的安全，在开挖面作锚喷支护。
2.3底板平台施工
2.3.1在溶洞已开挖的隧道两端分别向下开挖一段凹槽，凹槽长度根据隧道岩石级别和设计要求，确保以后跨桥两端搭接长度满足公路路面承载要求，宽度要求每边比隧道设计断面宽出1 ～ 1. 5m。
2.3.2根据凹槽长度和溶洞跨距采用I20b 按50cm 间距铺设作业平台。然后对平台用槽钢进行横向连接，并用I20b 焊接斜撑，确保整个作业平台安全可靠。同时在平面两边临空面设置栏杆，保证施工作业人员的安全（见图2）
图2 工字钢平台施工平面示意
施工注意事项：①工字钢两端与隧道的搭接越长越好，工字钢的间距可以作临时调整，如果溶洞跨度较大可适当加密。②槽钢跟工字钢、工字钢之间焊接质量必须满足规范要求，斜撑与岩面接触段应打锚杆进行固定，锚杆深度根据岩性而定，一般石灰岩深度不低于2. 5m。确保斜撑作用满足平台安全作业要求。③施工作业人员在进行临边施工时应系好安全带和安全绳，确保临边施工作业安全。
2.4 底板施工
2.4.1底板模板和钢筋
底板模板包括平台底部满铺底部模板和平台两临空边缘侧向模板。底部模板比较简单，用钢模板在平台上满铺即可，侧模采用脚手架搭设支架，然后将侧模固定在脚手架上。底板钢筋根据设计的布筋进行，单根钢筋的制作在洞外钢筋加工棚内完成，搬运至施工地点进行现场安装。施工注意要点：①侧面模板脚手架支架应高出设计的底板混凝土面70 ～ 100cm，上部作为下一步施工的安全防护栏杆；②底板两侧侧墙浇筑位置应预留搭接钢筋，并用包裹塑料布进行保护。
2.4.2底板混凝土浇筑
混凝土搅拌站的位置根据现场情况确定。最好采用商品混凝土，混凝土罐车直接拉到浇筑点采用混凝土直接输送到浇筑点。如果没有商品混凝土也可以把搅拌场设置在洞内，将水泥、砂石料运至洞内搅拌站，搅拌后用斗车运输到浇筑位置进行浇筑，用插入式振捣器进行振捣。
2.5侧墙与顶拱的施工
采取侧墙与顶拱同时进行，施工工艺与隧道衬砌相近。不同的是，首先在已浇筑好的底板平台上搭设门字形脚手架支架，然后安装侧模和顶模，安装钢筋，利用钢模台车，混凝土泵浇筑衬砌混凝土，这样整个隧道外衬便一次成型，形成一个完整的箱体（见图3）
图3 侧墙与顶拱施工示意
施工注意事项：①底板浇筑完成后进行养护，28d强度达到设计要求的85% 以上后，方可进行边墙和顶拱的浇筑；②脚手架支架搭设需稳固，必要时采用108 钢管作为骨架，焊接固定；③侧墙与顶拱沿隧道轴线方向逐段完成。
3.隧道溶洞处理方案
3.1处理方案选择原则
3.1.1 安全性。确保施工安全与运营安全，围岩累计变形量不大于10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。
3.1.2 可操作性强。要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。
3.1.3 灵活性好。根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。
2.1.4 具有可连续性。需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。 3.1.5 经济性强。即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
3.2 处理施工方案 首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理，增强隧底承载力；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。
处理顺序为：封闭掌子面→施作套拱→施作超前大管棚→挖除坍塌体→洞身开挖、支护→边墙及基底加固处理→坍塌溶腔回填处理。
4.公路桥梁伸入隧道方案存在的问题
4.1 桥梁进洞存在的问题
分离式隧道正常断面建筑限界比路基宽度窄，而桥梁宽度和洞外路基同宽。桥梁伸入隧道方案，在存在诸多优点的同时，也存在以下问题：
4.1.1隧道断面需要加宽，需要考虑桥梁施工所需空间及正常断面和扩大断面之间的衔接问题；
4.1.2洞内排水系统出水口受阻问题；
4.1.3洞外管线进入隧道问题；
4.1.4桥台施工和隧道施工的干扰问题；
4.1.5合理调整桥梁跨径和桥梁伸入隧道长度的问题。
4.2桥梁进洞问题解决方案
4.2.1 隧道断面加宽设计
以行车速度为80 km/h 的高速公路为例，隧道建筑限界宽度需要由正常断面的10.25 m 加宽至12.25 m；同时为满足桥梁施工时的吊装或支模需要，限界外需要预留一定的富裕量。采用预制箱梁方案时，富余宽度不宜小于10 cm；采用现浇方案时，
富余宽度根据支模需要进一步加大富余量
4.2.2 洞口排水处理
进洞口为上坡时，洞内中心沟和路基边沟出水口受到箱梁的阻挡，无法正常引至洞外。本项目采取的措施是：将路基边沟内的水通过预埋的PVC 管引出；中心沟出口应通过检查井提前错位（偏移）20cm，避免与箱梁冲突（图6，图中H 为箱梁高度，根据进洞桥梁梁高的不同确定隧道拱脚基础标高）。由于边沟污水一般对混凝土具有腐蚀性，影响混凝土的耐久性，应对桥台和台帽采取防护措施，如增设水沟、避免污水漫流等；中心沟排出的地下水一般是常流水，应采取措施避免直接冲刷桥台和台帽。进洞口为下坡时，防止洞外桥面水汇入隧道内，应采取措施加强疏排，增设排水管。
5.结束语
采用跨越式桥梁方法处理贯穿型溶洞在溶洞底部很深时是唯一的选择方法，该方法具有质量好、安全可靠、施工进度快、不改变隧道地质构造、施工对隧道扰动较小等优点。
参考文献：
[1]朱宇仪；略谈提高隧道工程技术水平问题[J]；铁道建筑；1984年09期
[2]肖龙鸽；隧道工程破坏一般规律及预防措施概述[J]；隧道建设；2004年05期
[3]杨盛双；；浅谈朔黄铁路一期工程不良地质地段隧道施工技术[J]；岩土工程界；2006年03期