十四局四公司技术创新攻克岩溶隧道施工难题

来源:本站原创?作者:李祯林?张明杰??时间:2019-10-10?【字体:??

十月的湖北秋气初生,清晨一层薄雾笼罩着微黄的山丘,山脚下的稻田里,一个个金黄的谷穗披着朝霞闪烁着喜人的光芒。不远处的山坳里,承建黔张常铁路盛家堡隧道的十四局四公司的安全巡视员杜安厂正如往常一般,迈着坚实的步伐,对完工的隧道进行安全巡视。

“盛家堡隧道开工建设的过程中,最令我印象深刻的就是‘溶洞密布’,感觉就像是一个超级地铁,需要穿山越岭。”杜安厂回忆说。

黔张常铁路全长336公里,起于重庆市黔江区,途经湖北省咸丰县、来凤县,湖南省张家界市,止于湖南省常德市。铁路穿行于湘鄂渝交汇地带,地形趋势西高东低,可溶岩广布,岩溶强烈发育,地下暗河复杂多变,溶洞广泛分布,水文地质条件十分复杂,是典型的山区铁路。其中,十四局四公司承建的施工区域中,仅盛家堡隧道中的岩溶、岩槽长度就占了隧道总长的64%,施工难度高,安全风险大。

“隧道开工建设之初,就遇到了大大小小岩溶十余处,极大延缓了隧道的正常施工进度。”该项目负责隧道施工的现场副经理于修建介绍说。

该项目的盛家堡隧道是“岩溶地貌”的多发地,在两公里的隧道施工区内,平均50米就出现一处溶腔,对该隧道的施工带来极大的阻碍。

为了解决“岩溶隧道”这一“卡脖子”难题,该项目专门成立技术攻关小组,依托项目技术创新工作室,积极与山东大学和中铁第一勘察设计院进行技术交流。为了探明前方岩溶地质情况,在施工过程中,该项目部邀请山大和铁一院专家进行超前地质预报工作,利用TSP、地质雷达及地质素描等手段对掌子面实施超前地质预报,及时掌握隧道岩溶变化,从而决定下一步施工预防和技术措施。

不仅如此,该项目还采用超前管棚施工工艺,在隧道岩溶地质段、浅埋偏压段及存在有可能出现突泥突水地段,利用管棚加固周边一定范围围岩,与钢架组合成预支护,防止洞身软弱围岩坍塌、下沉或松弛。

“岩溶处理主要分为‘测’、‘护’和‘填’,‘测’完了,也就该轮到‘护’和‘填’了。”于修建说到。

通过前期的预报、监测和防护,对掌子面前方岩溶情况有了大体的了解,该项目随之“因材施教”,针对所掌握的岩溶情况分别制定行之有效的施工方案。

对于较小的溶洞或溶蚀裂隙时,该项目采用“先封闭预留、后回填注浆”的方式进行处理,也就是在初支喷护的过程中预留注浆通道,待初支强度达标后对空腔进行回填混凝土;当遇到较大溶腔时,该项目则采用“防护闭合,一填再填”的方式,先对溶壁及坍口进行支护,再进行初支施工,待初支强度达标后回填混凝土,在混凝土强度达标后再回填机制砂与水泥拌合物作为缓冲层;对于隧道底部岩溶发育时,为防止结构产生沉降,加强对基地的处理,隧道底部的处理则采用注浆、注混凝土加固、换填等方法,通过对隧底软弱地质的加固,以改善地基承载力,避免隧道整体下沉。

实际施工中,在隧道洞身可溶岩与非可溶岩接触带,岩体破碎,节理十分发育,压性断层通过此段,地下水丰富,在隧道开挖过程中极有可能发生严重突泥突水现象。为解决此类问题,该项目采用了超前帷幕注浆措施进行预加固,以增加掌子面的稳定性。据该项目经理孙鑫广介绍,为了“填坑堵水”,岩溶处理共注水泥浆5890立方米,砂浆4150立方米,回填混凝土4974立方米,相当于填满五个水立方泳池。

该项目通过采取科学合理的溶岩整治措施,在很大程度上降低了因岩溶地质造成的施工安全风险。同时,通过岩溶变更累计增加收入三千余万元,取得了较好的经济效益。