肖旺军 （中铁十六局第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）
1 工程概况
奉节隧道是郑万高速铁路重庆段一座长大隧道，隧道进口里程DK721+150，出口里程 DK734+622.55，全长13472.55m，开挖断面尺寸为14.98m（宽）×12.66m（高），设计标准为350km/h双线铁路隧道。该隧道穿越地区属构造剥蚀～溶蚀中山～丘陵地貌，地形受构造控制，山高坡陡，山峦起伏，沟壑纵横，岭谷之间高差悬殊，地表上覆第四系全新统卵石土、碎石土、粉质粘土等，下伏基岩为三叠系中统巴东组一段的泥灰岩、白云岩夹泥岩，受区域性的朱衣背斜影响，岩体构造破碎现象严重，岩溶弱发育，地下水以裂隙。
DK721+458～DK721+486 段 位 于隧道进口，设计衬砌类型为Ⅴc型复合式衬砌，施工至DK721+465隧底位置揭示围岩岩性以泥质灰岩、灰岩、泥灰岩等为主，通过动力触探试验确认此段地基承载力无法满足设计要求。
2 施工揭示溶洞发育情况
2.1 岩溶段探测情况
DK721+458～DK721+486 段 上 台阶掌子面开挖前，采用地质雷达法、地震波反射法等探测方式，未发现溶洞等不良地质情况；隧底施工DK721+465仰拱时，隧底开挖后发现地质较差，采用动力触探法进行地基承载力检测，检测结果发现此段地基承载力无法满足设计要求，结合现场实际决定对DK721+460～DK721+480段区域进行钻孔探测，每6m一个断面分别对左右线线路中线进行地质钻孔，按照2条纵断面、4条横断面进行控制，共钻孔8个，每孔钻孔探测深度26m。
依据地质钻孔实际揭示情况反映DK721+458～DK721+482段隧底为软塑状粘土全充填型溶洞，岩溶发育重点影响隧道线路左线及左边墙，纵向发育里程为DK721+460～DK721+480；横向发育宽度至隧道右线外侧2m附近，钻探揭示岩溶范围最深为7m，上宽下窄，呈漏斗状；DK721+482～DK721+486段为溶蚀破碎带，隧底溶蚀现象明显，主要以碎块石为主，其成分主要为泥灰岩、间夹泥质灰岩及页岩。见图1岩溶区域平面分布图。
2.2 周边岩溶探测情况
图1 岩溶区域范围图
采用SIR-4000型地质雷达，分别在隧底中间、距左右边墙2m位置各布设1条测线，共3条纵向测线对DK721+486～DK721+676段进行探测，结合隧底开挖后地质情况反映此段为泥岩，节理裂隙发育，岩体破碎，隧底无溶洞发育迹象。
3 隧底溶洞处理方案
采用物探+地质钻探确定溶洞形态，确定对DK721+458～DK721+486段已完成仰拱初支钢架进行拆换，更换为大拱脚形式加强支护；DK721+458～DK721+482隧底岩溶段采用钻孔桩+纵向暗梁+底板结构设计；DK721+480～DK721+486 段隧底溶蚀破碎带范围采用φ42小导管注浆加固处理，然后施作仰拱衬砌，确保后续无砟轨道沉降要求。
4 隧底溶洞处理方案
4.1 仰拱初支拆换技术
4.1.1 施工工艺流程
测量放样出桩基位置并做好标识→凿除已施作仰拱→跳槽拆除仰拱初支钢架→清除隧底土石方至预设高程→更换大拱脚加强型钢架并及时喷混凝土支护→回填宕渣至预设高度。
4.1.2 具体施工技术
①对 DK721+458～DK721+462 段进行测量放样，提前对桩基位置进行放样，确定桩基位置，提前进行高程测量，确定加强钢架安装深度。
②利用破碎锤对DK721+458～DK721+462段已施作的仰拱及仰拱填充进行凿除，凿除时须一次凿除到位，并清理干净。
③仰拱钢架采用跳槽拆除，钢架纵向间距为0.6m一榀，每次拆除1榀，间距不小于3m。
④拆除钢架后清理基底至要求高程，进行C25喷射混凝土初喷，初喷厚度4cm，然后边墙位置挂设φ8钢筋网，按设计要求打设砂浆锚杆。
⑤安装大拱脚加强型钢架，纵向间距为0.6m，钢架安装完成及时打设4.5m长φ42锁脚锚管进行钢架加固，拱墙钢架采用直径22mmHRB400钢筋连接，按环向间距1m设置并采用焊接固定，隧底桩基位置两侧增加纵向I22型钢钢架加强连接，以保证钢架整体连接稳定。大拱脚加强钢架支护形式见图2。
图2 大拱脚加强钢架支护形式
⑥复喷C25喷混凝土至设计厚度29cm后，及时进行回填宕渣至预设高度，准备下一步桩基施工。
4.2 岩溶段隧底桩基托梁技术
根据DK721+458～DK721+486段岩溶发育情况，综合考虑施工成本、施工经验、工期安排、洞内交叉作业影响及后续无砟轨道沉降要求等因素，确定DK721+458～DK721+482段采用冲击钻灌注桩+纵向暗梁底板结构，具体措施如下。
DK721+458～DK721+482段采用直径1.25m钻孔桩，桩长16m～20m，桩纵向间距6m，横向间距5.5m，左侧边墙布置4根，右侧边墙布置2根，隧道中线位置布置4根，共10根，钻孔施工中保证桩底进入溶洞下方基岩不小于13m，桩顶钢筋伸入暗梁0.8m；纵向暗梁设置3道，分别设置于两侧边墙底部及中央水沟底部，每道纵向暗梁截面尺寸1.5m×1.5m，长度为24m。桩基平面布置图见图3。
图3 桩基平面布置图
4.2.1 施工工艺流程
①桩基施工流程：场地平整→桩位测量放样→桩基就位→钢护筒埋设→泥浆制备→成孔→清孔→成孔检测→钢筋笼安装→二次清孔→灌注水下混凝土→桩基完整性检测。
②暗梁及底板施工流程：清理桩间土石方并凿除桩头→施工调平层→绑扎暗梁钢筋→安装加固模板→混凝土浇筑→清理梁间土石方→施工调平层→绑扎底板钢筋→安装端头模板→混凝土浇筑。
4.2.2 桩基施工
受作业空间限制，采用CK1500型冲击式钻机，外形尺寸为7m×2m×7m，冲击锤最大重量4t，钢护筒直径1.5m，利用已施工中央水沟作为泥浆池；桩基主筋采用 24根直径20mmHRB400钢筋通长布置，钢筋笼分节加工，安装时按照接头连接要求进行，桩基采用导管灌注，强度等级C40；桩基施工分幅逐桩进行，钻孔桩施工过程严格按照相关要求进行，过程按要求留置渣样及影像资料，保证一侧交通通畅，避免影响洞内正常施工。
4.2.3 纵向暗梁及底板施工
①桩基混凝土强度达到要求后进行桩基完整性检测，合格后破除桩头。
②清除纵向暗梁桩间渣土，根据测量高程进行整平，施作20cm厚混凝土找平层。
③根据暗梁结构尺寸进行钢筋绑扎，主要钢筋接头采用机械连接，同一连接区段长度为35d，且不小于500mm，有接头的受力钢筋截面面积不得大于钢筋总截面面积的50%。
④钢筋安装完成验收合格后，进行模板安装，模板采用1.5m×1.5m钢模板。
⑤模板加固完成验收合格后，采用C40混凝土浇筑。
⑥暗梁施工完成后，分幅进行底板施工，底板施工工艺与暗梁工艺相同。
4.3 溶蚀破碎带注浆加固技术
4.3.1 施工工艺流程
清理隧底渣土→风钻开孔→埋设小导管→注水泥浆。
4.3.2 注浆加固施工
采用4.5m长φ42超前小导管，注浆孔按矩形布置，环纵间距1.5m×1.5m，注浆采用水泥浆，水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级32.5级及以上，水灰比 1:1，注浆压力按0.5～1.0MPa控制。
4.4 监控量测
在仰拱及仰拱填充拆除完，对溶洞段落隧道初支净空量测进行监测。隧道净空变化测点位于拱顶、左右拱腰、左右边墙共5处。监测断面间距按5m一道布设，监测频率：1次/1d，仰拱施工后1次/7d。
5 施工注意事项
5.1 施工组织安排
①DK721+450～DK721+462段仰拱及仰拱填充凿除期间、DK721+458～DK721+482段初支钢架拆换期间采用简易栈桥配合施工，根据施工情况及时调整栈桥位置，保持洞内车辆正常通行，避免影响洞内正常施工。
②DK721+458～DK721+482段初支钢架拆换处理完成后，左侧进行桩基施工，对右侧进行回填，保证洞内车辆通行；左侧桩基及暗梁施工完成后，再进行回填，同时进行右侧桩基施工；一侧施工时，另一侧保持车辆正常通行，以避免影响洞内正常施工。
5.2 施工注意事项
①仰拱拆换时，加强监控量测数据收集及变化分析。
②进入基岩后每钻进0.5～1.0m清孔取样一次，以备终孔验收。
③采用导管配合浇筑桩基时，导管底部距混凝土面的埋置深度宜为2～6m，应经常测量孔内混凝土面的位置及时调整导管埋深。
④暗梁或底板施工完成后及时进行覆盖土工布洒水养护
⑤注浆配合比应根据现场实际施工情况进行调整，浆液充填应饱满。
6 结语
奉节隧道DK721+458～DK721+486段隧底充填型溶洞处治在郑万高铁重庆段隧道溶洞处理方面具有一定的代表性，通过对仰拱钢架拆换、桩基托梁、注浆加固等技术的运用，顺利完成溶洞段隧底处治施工。经过3个月量测数据的分析，结论显示沉降已基本处于稳定，满足无砟轨道施工要求。同时处治过程中配套使用的设备及合理的工序转换，保证了洞内其他作业面正常施工，有效保证了隧道工期，对类似工程具有一定的参考价值。
