岩溶地区隧道溶洞处理技术探究

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1、岩溶地区隧道溶洞处理技术探究　　摘要：我国是世界上岩溶分布最广的国家之一，而岩溶是山区隧道工程建设中常见的地质灾害之一。本文通过研究岩溶地区隧道处理原则及施工措施，进而介绍本人工程施工体会，希望对岩溶地区隧道溶洞处理有借鉴作用。关键词：岩溶地区；隧道工程；溶洞处理中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：1引言岩溶作用是在碳循环及与其相耦联的水循环、钙循环系统中碳酸盐（主要成分为CaCO3、MgCO3）岩的被溶蚀或沉淀，而各种岩溶形态则是这一复杂循环系统的运动在碳酸盐岩上留下的轨迹。岩溶作用是随时空变化的动态过程，是以碳、水、钙为主的物质、能量传输、转换过程。溶洞作为岩溶发育

2、的一种形态，其生成发育主要依赖岩石的可溶性与岩石裂隙及地下水的运动，可溶性岩石（碳酸盐岩）主要包括灰岩、白云岩及其过渡类岩石。我国的西南部是岩溶地质现象主要分布地区，特别是在贵州、重庆、广西等省市岩溶较发育。该地区山势陡峻，植被少，水土流失较重，岩石主要为灰岩、白云岩，裂隙发育，年均降水量在1500mm左右，为典型的岩溶地区[1-2]。7随着我国经济的发展，特别是西南地区交通的发展，近年来，在我国西南地区修建的铁路和公路隧道都不同程度地遇到了隧道岩溶灾害甚至造成重大事故，这些都对隧道的施工造成了极大影响。因此研究岩溶地区隧道溶洞处理的技术是十分有必要的。2岩溶地区遵循原则喀斯

3、特地貌区岩溶发育，地下水较丰富，孔隙水、裂隙水、岩溶水发育,受降雨影响较大，地表水极易通过岩溶裂隙潜入隧道，因此，穿越喀斯特地貌区隧道施工必须遵循如下原则[3]：（1）在遵循大跨度隧道开挖“早预报，弱爆破，短进尺，少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭，快成环”的原则下，做到施工工序可控，保证施工安全。（2）方便监控量测工作，及时掌握围岩变形情况，确保初期支护的安全和质量。（3）工序简单有序，利于流水作业，工序相互间施工干扰少，施工进度快。（4）便于大型机械设备施工，提高工作效率。（5）掌子面的进尺及开挖范围可控，能够及时处理溶洞及断层。3溶洞施工措施溶洞施工工艺流程见图“溶洞施工工

4、艺流程图”。7超前预报-指定方案-钻孔注浆-开挖、支护-拱底和仰拱及填充-衬砌施工3.1施工过程中超前预报和溶洞形态的准确判定溶洞施工首先采用开挖面的地质素描、TSP203地震反射波法、HSP水平声波法、地质雷达、红外探测仪等进行超前地质预报，准确进行溶洞的预报和评价，并采用超前探孔予以验证。通过综合分析并进行系统处理后准确判定岩溶形态。对于溶洞可根据其类型、规模、与隧道的相对关系及对隧道结构的影响等，采取回填、支顶、加固、跨越、结构加强等措施处理。对于溶洞水可根据溶洞水赋存条件，在保证溶洞水既有排泄通道畅通的前提下采取超前帷幕注浆和开挖后径向补注浆等方式进行注浆堵水，根据注

5、浆效果，选用适当的加强型复合式衬砌[4]。3.2局部溶蚀裂缝施工措施局部溶蚀裂缝是指围岩在隧道开挖面上揭示宽度较窄，在超前钻孔中不易发现，开挖后呈现渗漏水。如果不处理，可能在地下水冲蚀下逐渐扩大，涌水量超过设计要求标准，因此必须及时处理。施工中采用局部钻孔注浆封堵、径向注浆补强等措施，并及时施做二次衬砌的处理措施。3.3溶蚀裂隙、溶洞管道施工措施7溶洞水连通法：为了不改变地下水的流动规律，溶洞水的处理应首先选择连通方案。探明溶洞的发育方向后，如确系隧道将溶管截断，可以通过在拱顶、边墙或底部适当位置增加辅助通道将溶管连通，不改变地下水的流动趋势。具体处理方式见“拱部溶管处理”与

6、“边墙溶管处理”。注浆法：对于孔径、规模不大的溶隙、溶管主要采用超前压水清洗钻孔与管道裂隙，进行超前注浆固结围岩的办法处理，开挖后进行径向注浆加固，支护结构适当加强。如在开挖过程中遭遇溶蚀裂隙突水突泥时，则在保证溶洞水既有排泄通道畅通的前提下采取局部注浆、补注浆等方式进行注浆堵水，根据注浆效果，开挖后选用适当的加强型复合式衬砌。溶洞水限量排放法：如果探水孔流出清水，且Q≤2.0m3/h且P≤0.2MPa时，当能够确认隧道排水不会影响施工进度以及周围环境时，可采用排水系统排水。但随着隧道运营时间的延长，隧道背后的排水系统中泥砂越积越多，常常堵塞，隧道内地下水的排放应制定更严格的

7、标准。开挖后根据围岩情况采用全断面或台阶法开挖，必要时采取超前支护，及时初期支护，根据量测结果组织衬砌施工。3.4溶洞隧底处理如溶洞底部为松散或软塑状的粘土或砂粘土等沉积物，为了防止隧道运营过程中结构产生固结沉降，加强对隧底的处理，隧道溶洞基底的处理可采用注浆加固、换填、桩基等方法。73.5溶洞的处理措施根据设计地质钻探资料，隧道穿越部位存在大的溶洞穴的可能性较小，施工中若遇到较大岩溶洞穴，则要根据岩溶洞穴的大小、位置、稳定性分别采取相应的对策。当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞时，可加深该侧基础通过。当隧