目前國內(nèi)的隧道工程采用回填方案穿越大型溶洞的研究已較多，一般采用土石方進(jìn)行回填，為避免沉降過大或不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生不利影響，再對回填路基進(jìn)行注漿加固或夯錘夯實(shí)補(bǔ)強(qiáng)。透水性材料注漿加固往往由于注漿不均勻效果不是很理想，不透水材料采用夯錘夯實(shí)補(bǔ)強(qiáng)也存在作業(yè)空間小、填層厚度大夯實(shí)效果不好等情況。根據(jù)貴州省習(xí)水縣地質(zhì)特點(diǎn)，洞灣隧道采用回填漿砌片石穿越大型溶洞。因回填漿砌片石方案與眾不同，且實(shí)施的效果如何，值得我們研究。

一、基底承載力研究

1、地質(zhì)物探

采用地質(zhì)雷達(dá)對溶洞底部地質(zhì)進(jìn)行物探，以探明溶洞底以下有無空洞及水體。儀器采用淺層地震儀，檢波器。利用人工激發(fā)地震波在巖土介質(zhì)中的傳播規(guī)律，探測淺部地質(zhì)構(gòu)造或測定巖土物理力學(xué)參數(shù)、進(jìn)行物性分層、尋找構(gòu)造破碎帶。

根據(jù)物探結(jié)果分析，并結(jié)合現(xiàn)場溶洞底部挖機(jī)挖探情況，YK66+460-YK66+530大溶洞基底覆蓋亂石并富含一定地下水，但溶洞底部以下無大空洞和水體分布，能夠滿足在底部以上設(shè)置大型構(gòu)筑物的條件。

2、底部鉆探

采用地質(zhì)鉆機(jī)對溶洞底部進(jìn)行鉆探，根據(jù)芯樣抗壓強(qiáng)度判斷地基承載能力。在溶洞范圍內(nèi)共布置8個地質(zhì)鉆探孔，每孔鉆孔深度40延米左右。取巖樣8組，得到試驗(yàn)結(jié)果，包括：天然密度、飽和抗壓強(qiáng)度、天然彈性模量、天然泊松比、天然抗拉強(qiáng)度、巖塊波速。巖體完整性系數(shù)KV=0.04-0.73，為破碎-較完整的巖體。圍巖級別為Ⅲ-Ⅴ級。地基承載力基本容許值［fao］=2000kPa，能夠滿足在底部以上設(shè)置大型構(gòu)筑物的條件。

3、設(shè)置抗滑臺階

在保證基底承載力的同時(shí)，為保證回填漿砌片石的穩(wěn)定性，溶洞底部橫向或縱向坡度過陡處設(shè)置抗滑臺階，臺階寬度不小于2米。因溶洞回填M7.5漿砌片石數(shù)量巨大，達(dá)到2.7萬立方米。施工從溶洞頂部破口進(jìn)入挖掘機(jī)配合施工?；着_階采用挖掘機(jī)配合人工施工。

二、溶洞的排水處理研究

排水處理研究的目的是判明地下水類型、補(bǔ)給排條件、隧道洞身涌水量和地下水侵蝕性。

1、地下水類型調(diào)查

經(jīng)地質(zhì)調(diào)繪及對溶洞地形的實(shí)測，巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為落水洞、溶洞及地表溶蝕洼地、地表塌陷等。地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水入滲補(bǔ)給。部分落水洞為枯水洞，洞與地下深層溶洞有水力lian系，雨季時(shí)向下匯水。

2、隧道洞身涌水量調(diào)查

大型溶洞RD1流水洞S4至下部巖溶裂隙通道，S4為流水洞，水量4.5L/s。S4處流水洞面積約0.5×0.6m2，下方15m深度范圍內(nèi)為受此流水洞沖刷、溶蝕形成的豎井，呈圓形截面，直徑約8m，深度較大，且同1#溶槽聯(lián)通。同時(shí)根據(jù)流水通道漂浮雜物痕跡對歷史zui高水位進(jìn)行了測量。

3、地下水侵蝕性調(diào)查

地下水腐蝕性測試水質(zhì)取樣2組，測試結(jié)果為地下水無腐蝕性。根據(jù)地下水的綜合調(diào)查，確定地下水來源主要為大氣降水，溶洞區(qū)底部存在一處過水通道。根據(jù)地下水流量測試結(jié)果和歷史水位測量結(jié)果，在原洞腔地下水流水方向預(yù)埋3根Ф100cm的HDPE管涵，確保溶洞內(nèi)水路暢通。因地下水無腐蝕性采用水泥砂漿不作防腐處理。

三、砌片石沉降情況研究

1、沉降觀測方法

沉降觀測按照路基沉降觀測方法進(jìn)行。漿砌片石施工期間，設(shè)置沉降觀測中樁、下沉降觀測邊樁。施工完成后增加上沉降觀測邊樁。大溶洞沿線路共設(shè)置4個觀測斷面。沉降觀測采用S1型水準(zhǔn)儀和因瓦水準(zhǔn)尺。

2、觀測頻率

施工期間每砌筑高度1.0米進(jìn)行一次觀測，如兩次砌筑間隔較長時(shí)，每3天觀測一次。砌筑完工后，在前2～3個月內(nèi)，每5天觀測一次，3個月后15天觀測一次。

3、內(nèi)業(yè)計(jì)算與成果整理

每次觀測結(jié)束后，檢查記錄計(jì)算是否正確，精度是否合格，并進(jìn)行誤差分配。然后將觀測值列入觀測成果表中，計(jì)算出累計(jì)沉降量和位移量。并注明觀測日期、氣象情況和荷重變化情況。

4、觀測結(jié)果分析

從各斷面累計(jì)沉降值來看，總體下沉量都不大，且無明顯沉降異常點(diǎn)。由于YK66+470回填高度相對較大，其累計(jì)沉降值較大。從各斷面沉降速率來看，在漿砌片石砌筑高度較小時(shí)沉降值很小，砌筑高度到達(dá)一定高度后，在一段時(shí)間內(nèi)沉降值變化變大，隨著砌筑高度繼續(xù)加大，沉降值變化變小。

四、結(jié)束語

隧道施工中遇到的溶洞形式多種多樣，相似溶洞的處理方法大致相同，主要是根據(jù)溶洞和隧道主線相交的位置、溶洞規(guī)模大小等，通過方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，從施工的難易程度、安全風(fēng)險(xiǎn)、施工成本等方面綜合考慮，擬定合理的處理方案。仁赤高速公路洞灣隧道大型溶洞采用回填漿砌片石方案，在施工過程中研究解決了溶洞底部基底承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求的技術(shù)難題，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查保證了地下水泄洪通道的問題，提出回填漿砌片石的沉降觀測方法和日沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，保證了構(gòu)筑物在施工過程中和運(yùn)營使用后的安全。同時(shí)也為在類似地質(zhì)條件下的大型溶洞處理積累了經(jīng)驗(yàn)。