隧道岩溶处理技术

谌 勇

(贵州路桥集团有限公司)

1 隧道施工中遇到的岩溶问题

隧道施工中遇到的岩溶问题岩溶发育受到许多影响因素的制约，导致其发育过程中存在较大的不规则形以及不平衡性。在岩溶隧道的施工过程中，只有控制了岩溶的发育情况，才能够使得隧道施工能够顺利地进行。然而，由于岩溶发育情况较复杂，因此，岩溶隧道施工面临的问题也较大:地下水较多的地段的衬砌设计难度相当大;在实际的施工过程中，经常发生的突泥、突水等状况也在很大程度上影响了隧道工程的进一步开展。因此，就全世界隧道施工而言，岩溶隧道施工都面临者巨大的压力。我国岩溶隧道的施工过程中，经常会受到底板塌陷、突泥、突水等问题的影响。在欧洲较长的熔岩隧道的施工过程中，也遇到过类似的现象。近年来，我国的岩溶隧道施工过程中遇到了很多的质量问题，主要包括铁路隧道、水工隧道以及公路隧道等，造成重大的经济社会的损失。

2 隧道岩溶处理的方法及原则

2.1 熔岩隧道施工的方法

钻爆法一般是岩溶隧道施工的主要方法，盾构和TBM法则要慎重选用。对于浅埋隧道，如选用盾构和TBM法，应提前对可能影响隧道掘进的岩溶管道和溶洞等进行处理。对于复杂岩溶区段岩溶隧道施工，应选择台阶法、CD法、CRD法或双侧墙导坑法。

2.2 熔岩隧道施工的原则

为了保护隧道周边环境，结构和运营安全，工程负责人员可以参考国外的先进案例进行施工，并不断的总结过去的施工经验，尽量避免出现过去出现过的问题。对岩溶进行处理时应该结合工程所在地的实际情况进行，选择综合性的治理方法。

3 隧道岩溶处理技术

3.1 注浆处理

(1)地面注浆处理。浅埋隧道，在地面上有着施工隧道，并且岩溶为充填型溶洞和岩溶管道的一般采用地面注浆处理。拱顶覆土厚度一般小于50 m。在进行地面注浆时，采用袖阀管注浆或钢管注浆。加固范围是隧道开挖轮廓线外为(0.5～1.0)，如隧道基底岩溶发育较深，则要根据情况应适当加大加固范围。

(2)隧道超前预注浆方法。隧道超前预注浆方法一般适用于深埋隧道，岩溶为充填型溶洞和岩溶管道。水压力一般大于0.5 MPa。其注浆方法一般采用前进式或全孔一次性注浆。如隧道基底岩溶发育较深，适当加大。隧道超前预注浆的注浆材料一般采用双液浆和单液浆。

(3)隧道径向注浆技术。当大面积渗漏水、局部滴漏水或小股状岩溶水，水压力不大于0.5 MPa，可考虑采用径向注浆方法进行封堵。注浆方法一般为全孔一次性注浆或者是分段后退式注浆，隧道径向注浆的加固范围一般为隧道开挖轮廓线外3～5 m，钻孔一般为梅花型布置，进行注浆的材料应以强度和耐久性较好的单液水泥浆为主。注浆压力一般为2～3 MPa。

(4)局部注浆方法。水压力一般情况下小于0.2 MPa的情况下，一般采用局部注浆方法。具体的方法为直接封堵法或间接封堵法，局部注浆的材料大多是单液水泥浆为主，注浆压力一般为1～2 MPa。在进行堵水的时候，要确保做到:堵浑排清、堵大排小、堵高排低、顶堵墙排。

(5)基底注浆加固。隧道的稳定性与基底的加固有着直接的关系，如果地基的承载能力不高，运行中造成地基的沉降，因此，要做好基底的加固工作，最常用也是最有效的就是注浆加固法，在注浆施工中，要严格的控制材料的质量，才能保证注浆的质量，保证基底的稳定性。隧道基底的填充物的厚度应该进行严格的控制，保证一定的厚度，才能提高隧道的承载能力，减少沉降的出现，保证通车安全和隧道的使用寿命，境地维修和养护费用。

3.2 换填方法

换填法施工工作对地基处理的效果非常显著，首先应当在隧道的两侧设置排水系统，保证隧道的正常排水。隧道的底部应当换填砂石料、浆砌片石、干砌片石、水泥砂浆等粗集料，提高隧道的承载力，降低隧道的沉降，在实际的施工中，要根据隧道建设的基本要求，保证其通车能力。

3.3 疏导方法

疏导方法的选择可以根据工程的实际情况来决定，一般情况下选择的连通方案是容管水的方式进行，这样可以保证地下水的正常流动。在疏导过程中应该首先了解清楚工程所在地的地质情况，查明溶管的发育情况，如果发育情况良好可以采取增加辅助通道将溶管连通的方法对地下水的流向进行调节。

3.4 跨越方法

(1)涵、管跨越。暗涵、管的跨越也是隧道岩溶跨越处理技术的要点，当隧道底部存在溶洞空腔或者暗河，且这些空腔、暗河体积不大、流量较小时，可以使用这类方法。

(2)桥梁跨越。如果隧道底部存在大体积的溶洞空腔或宽度较大的暗河，并且其流量都比较大，那么涵、管跨越就不适用，此时可以使用桥梁跨越的方法。桥梁跨越方法具体应用时，必须要注意桥墩施做前，必须对河底地质状况进行研究，掌握地质类型及特点，以此来为承台等的施工提供依据，保障桥墩施工质量，提高桥墩承载性能。

3.5 放水减压方法

采用平行导坑、排水洞、横洞、迂回导坑排水等方法进行放水减压的时候，岩溶水必须要符合以下三个方面的要求。首先，岩溶水流出地均是由质地较为坚硬且结构较完整的岩层，且不含有大量的泥沙;其次，水量、水压均不大;第三，排放时，不会给隧道工程以及周边各要素带来较大程度的不良影响。

3.6 直接排放法

在隧道岩溶处理中，探水孔有清水，且水压力不大于0.1 MPa时，还会运用到直接排水的方法。但是这种方法应用前，必须做好相关的调研工作，确保直接排放对工程自身以及周边建筑物等都不会造成负面的影响。

3.7 溶洞直接揭开法

当水量、水压、规模不大的小规模溶洞或岩溶管道，且揭开后对环境不会造成破坏的时候，一般采用溶洞直接揭开法。运用此种方法之前，一定要做好应急预案的安全防范，最大可能的一次爆破成功。

［1］ 方乐.试析复杂地质条件下铁路隧道施工技术［J］.黑龙江科技信息，2009，(20).

［2］ 吕建兵，傅鹤林.复杂填充性岩溶软基加固的设计与施工［J］.采矿技术，2011，(2).

［3］ 杨峰，朱自强，鲁光银.常(德)-张(家界)高速公路某中桥疑似岩溶区工程地质问题的解决［J］.地质灾害与环境保护，2008，(4).