分析岩溶岩溶地段隧道设计与施工

论文导读：
摘要： 伴随着社会的发展、经济的快速增长，高等级公路的建设越来越多。在建设高等级公路的过程中，遇到了各种各样的问题、困难，这就对高等级公路的设计者、建设者们提出了更高的要求。本文依托已建成通车的季家坡、鸡公岭隧道重点阐述岩溶分类、岩溶治理原则、岩溶地段综合超前地质预报、岩溶工程处治措施等，期望本文对于岩溶地段隧道的设计与施工产生一定的借鉴意义。
关键词： 岩溶隧道设计施工

1.引言
在众多山岭隧道修建过程中，岩溶发育区是最为常见的不良地质，它容易造成三种灾害：水害、洞害和塌方。据国内隧道施工的不完全统计,隧(巷)道施工过程中遇到的岩溶等地质灾害，所造成的停工时间大约占总工期的30%。例如大瑶山隧道、圆梁山隧道、野三关隧道等，均由其造成极大的设备损失、人员伤亡和工期延误。因此，岩溶地段隧道设计与施工必须引起我们高度的重视。

2.岩溶分类

对隧道工程设计、施工中所遇到的岩溶进行分类,以利于岩溶的规范化治理。

2. 岩溶治理原则

隧道穿越岩溶地段不良地质，不仅对工期、费用等产生很大的影响，而且对安全、质量等提出更为严格的要求。因此，我们在设计、施工时，要根据不同的岩溶提出具体不同的设计、施工方法，从而达到尽量降低岩溶地段对隧道的影响。
岩溶地段隧道的治理应以安全、质量、经济为重点。制定方案时应严格遵从“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营、方案经济合理”的基本原则。

3. 岩溶地段综合超前地质预报

所谓综合超前地质预报方法，就是根据具体的现场条件，合理的采取多种预报手段，扬长避短、相互补充、相互印证，多角度、多参数地对掌子面前方的地质情况进行预报的方法。具体实施方法为：建立宏观超前地质预报(工程地质法)、长期超前地质预报(工程地质法、TSP探测、陆地声纳等)、短期超前地质预报(红外探水、超前钻探等)多步预报预警机制，构成岩溶地段隧道设计、施工的地质综合预报体系。预报成果应在工程地质分析的基础上，结合仪器测试解译结果，进行综合分析后提出。

4. 岩溶工程处治措施

4.1 岩溶洞穴型

在岩溶地段隧道设计、施工中,小型岩溶洞穴一般指发育规模小于50m³的干溶洞、填充型溶洞。溶洞充填物的特点是松软、含水量高、下沉量大、强度低、稳定性差,大多由泥砂及其混合物组成。
针对小型岩溶洞穴,应综合考虑岩溶洞穴的充填特征、所处位置和施工现状,以及方便现场施工等因素,制定相应的处理措施。
4.

1.1无充填、半充填型

1).对于拱部、边墙处，采用喷射混凝土回填，或在初期支护完成后采用水泥砂浆或混凝土回填。
2).对于基底处，清除岩溶洞穴表面浮土、充填物，采用浆砌片石回填。
4.

1.2充填型

1).对于拱部、边墙处，若施工中充填物已滑落，应对充填物进行清除,然后采用喷射混凝土或水泥砂浆回填；若发生滑落，应对岩溶洞穴采取网喷加强防护。
2).对于基底处，清除岩溶洞穴内充填物，采用浆砌片石换填。
4.

1.3隐伏型

检测开挖轮廓线外5m范围隐伏洞穴，采用水泥浆或水泥砂浆进行定压注浆回填，注浆终压1～

1.5MPa。

4.2 溶隙溶槽型
受地质构造影响,在断层或不同岩界面处,经地下水溶蚀会形成不同程度、不同特性的溶隙溶槽,宽度一般为1～100cm,平面延续性好。溶隙溶槽有的以充填粘土为主；有的无充填；有的则以充水为主。在设计、施工中,应针对不同特性的溶隙溶槽采取针对性的治理措施。
4.

2.1无充填型

采用钢架支撑、采用混凝土或水泥砂浆回填，回填厚度3～5m。
4.

2.2充填型

采用超前小导管注浆预支护、台阶法开挖、钢架支撑,仰拱闭合。
4.

2.3充水型

1).掌子面前方涌水量不大（顺坡：Q≤300m³/h、反坡：Q≤100 m³/h）、水压不高（P≤0.5MPa），采取爆破后局部注浆或径向注浆堵水。
2).掌子面前方涌水量大（顺坡：Q﹥300 m³/h、反坡：Q﹥100 m³/h）、水压不高（

1.0MPa≥P﹥0.5MPa），采取超前预注浆堵水及超前预支护加强。

4.3 岩溶管道型

在岩溶隧道垂直循环带和水平循环带内,多发育岩溶管道,岩溶管道的处理应按充填物特征、水文地质特征,以及岩溶所处隧道的部位确定方案。
4.

3.1无充填型

1).对于拱部、拱腰部发育的无充填型岩溶管道,经水文地质判断,将来不会有较大过水时,采取溶腔防护层、结构防护层、初支加强层、结构保护层、缓冲层和结构排水系统等综合措施治理。
2).对于隧道边墙位置发育的无充填型岩溶管道,经过对水文地质判断,将来不可能会有较大的过水时,原则上采用浆砌片石回填,回填厚度为3～5m。
3).对于隧道基底发育的竖直向无充填型岩溶管道,当发育深度小于5m时,采用C25混凝土回填；当发育深度大于5m时,采用隧道弃渣回填基底5m范围以下部分,隧道基底以下5m范围采用C25混凝土回填。

4.

3.2充填型

1).充填泥砂(水)型 对于充填泥砂(水)型岩溶管道,应采取加强探测工作,探测过程中,对涌水量监测和涌出物观察,判断岩溶管道是以静储量为主,还是以动储量为主,确定岩溶管道的危害度,继而采取适宜的处理措施。
2).充填块石型
一般而言,岩溶管道内充填的块石为上部大型溶腔脱落堆积,因而,上部会存在较大规模的岩溶大厅,施工中若采取爆破揭示,可能会造成大规模的块石滑坍,甚至会造成大规模的坍方事故,因此,为确保安全,应采取超前大管棚、注浆措施进行超前预处理。
4.

3.3过水型

当隧道前方为充水型岩溶管道时,应对岩溶管道进行放水试验,根据涌水量大小及变化特征,并结合施工方法确定处理方案。充水型岩溶管道的治理原则上应维持原排水体系不得随意进行堵塞以免造成水害。

4.4 大型岩溶

4.1无充填型或半充填型

1).拱部及边墙宜采取回填措施,采用泵送C25混凝土浇注，厚度≥1.0m，嵌入基岩≥1.0m。并施作锚杆，嵌入基岩深度≥

2.0m。完成后再施作初支、二衬等。

2).基底应根据其发育特点采取针对性设计、处理方案。
2)-1.溶腔向下发育深度大、纵向跨度≤5m，采用“型钢砼+板跨”结构，结构尺寸计算确定。
2)-2.溶腔向下发育深度不大、纵向跨度≤10m，隧道基底采用洞渣回填，采用“托梁+钢砼板”跨越结构；托梁断面一般为（1～1.5m）×（1～1.8m）(宽×高)，托梁两端作用于完整基岩上长度≥2m；钢砼板厚度宜为0.8～1.5m。
2)-3.溶腔向下发育深度5～20m，采取弃渣回填、钢管群桩加固，钢管桩直径一般为Φ75㎜，梅花型布置，间距0.6～1m，进入基底基岩深度≥1.0m，注浆材料采用水泥浆，水灰比0.6：1～0.8：1，采用定压注浆，注浆终压1.5～2Mpa采用0.8～1.5m厚钢筋砼底板。
2)-4.溶腔纵向范围较大、基底深度20～30m，采用“桩基+承台”结构，结构尺寸计算确定。
2)-

5.溶腔规模大、发育深度≥30m，采用填筑方案，采用路基形式通过。

4.2充填型

对于充填型大型岩溶可采取如下处理措施: 采用预裂爆破、超前小导管或管棚、工论文导读：广泛分布溶丘洼地、槽谷、落水洞、漏斗。地下发育溶洞、地下河，在槽谷边缘及河谷边缘出露地下河、潮水泉及具有承压性质的出水洞等。通过对季家坡、鸡公岭隧道修建过程及建成安全运营的，此岩溶地段隧道设计与施工取得了良好的经济与社会效益。

6.结语隧道一旦穿越岩溶地段，其对于隧道的安全、质量、工期

字钢，二次衬砌可根据溶洞发育情况，考虑采用钢筋混凝土衬砌。如图4-3所示。

图4-3

4.3暗河型

当隧道处于岩溶暗河堆积体中,可维持原暗河排水系统,先对堆积体进行注浆加固,再进行隧道开挖及支护。

5. 工程案列

季家坡、鸡公岭隧道位于宜昌市夷陵区三斗平镇，区内地表源于：论文参考文献标准格式www.7ctime.com
岩溶及地下岩溶均十分发育，地表广泛分布溶丘洼地、槽谷、落水洞、漏斗。地下发育溶洞、地下河，在槽谷边缘及河谷边缘出露地下河、潮水泉及具有承压性质的出水洞等。
通过对季家坡、鸡公岭隧道修建过程及建成安全运营的，此岩溶地段隧道设计与施工取得了良好的经济与社会效益。
6. 结语
隧道一旦穿越岩溶地段，其对于隧道的安全、质量、工期等都会产生很大的影响，因此对于穿越岩溶地段的隧道在设计与施工时，应重点分析岩溶的规模、类型等，然后再根据岩溶的特点进行设计、施工。
参考文献：
关宝树.隧道工程施工要点集.北京.人民交通出版社.2003.
《公路隧道设计规范》JTG D70-2004.
[3]《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009.
[4]《公路隧道设计细则》JTG/T D70-2010.