深埋隧洞中的岩溶地基工程地质问题及地基处理

时伟 梁昌平

摘 要：随着社会的不断发展，我国经济社会发展处于一个不断转型升级的阶段，相继水电站建设项目则逐渐呈现一个逐渐增多的趋势，在进行水电站建设的阶段中，岩溶地基是经常会遇到的问题之一，发挥着非常显著的影响力，所以，对目前深埋隧洞岩溶地基工程地质出现的几点问题进行有效的分析具有非常显著的现实意义，不仅如此，还要对地基处理跟上述问题解决两者之间存在的联系进行有效的分析。本次研究，作者结合自身几年来的工作实际经验以及A水电站工程实际情况为基础，对几种较为特殊的岩溶地基地质、工程地质问题以及地基的有效处理方法进行进一步的综合分析。

关键词：深埋隧洞；岩溶；地基工程；地质问题；地基处理

随着社会以及经济的进一步发展，水电站项目呈现一个逐渐增多的趋势，对于经济社会发展，对于人们的日常生活来说，水电站发挥着非常重要的作用。一般来说，水电站具有较大的建设难度，在进行建设的过程中，很容易遇到那些复杂的工程地质类型导致建设出现问题，其中，岩溶地基便就是极具影响力的一种。本次研究在分析相关文献资料的基础上，对深埋隧洞中岩溶地基工程地质出现的几点问题进行深入的分析，同时分析地基处理等内容。

一、案例

A水电站是一个处于我国南方地区的水电站，其属于西部大开发战略中非常重要的水利水电建设项目之一。A水电站装机总容量等于135kW，由以下几个部分构成：第一个部分是引水隧洞、第二个部分是低坝，第三个部分是厂房。引水隧洞总共有三条，引水隧洞的长度约为11公里，测量隧洞的直径可以得到，直径为9米左右，每一条直径是不一致的。但引水隧洞整个长度中只有8公里地段处在山区，该山区是非常特殊的碳酸盐山区，对其进行施工开挖，在此过程中，我们发现地下800米的隧洞中，存在很多发育位置跟浅层溶洞相似的继续在发育的，规模较大的岩溶，约为地形地貌的特殊性以及构造的特殊性等，隧洞布置受到一定程度的影响。分析隧洞的情况得到，其中溶洞跨度最大的≥70米，与此同时，存在一些溶洞发育为成群发育模式，导致该地区工程地质呈现一个严重不均匀的状态，非常的容易受到外力出现破碎的情况，所以，上述特征会直接影响到水电站的顺利建设，不仅如此，还会直接影响到水电站的施工质量以及施工进度等。

二、大跨度以及不均匀的充填型溶洞以及相应的处理措施

（一）地质实际情况

上述提到的大跨度以及不均匀的充填型溶洞，最显著的特征就是溶洞上游以及下游岩性是不一致的，其中底板的岩性也是不一致的，与此同时，其工程形状存在非常大的差别，溶洞在隧洞轴线上具有很大的跨度，同时还分布着很多软弱粘土碎石。隧洞轴线上存在一个≥60米的溶洞跨度，如果在其上游以及下游加上隐伏溶洞，那么就会得到非常明显的跨度，跨度≥70米。溶洞呈“V”字形展现，其底板高程总计612米，最深的部位≥90米。上述这种类型的溶洞，其内部的填充物一般会比较复杂，同时其结构分布也具有非常显著的复杂性。该溶洞内部填充物主要的构成部分为：孤石、砂纸粘土以及碎石等多种岩石。分析其层次感得到，呈现一个三层充填物，第一层是可塑性灰黑砂纸粘土碎石层，第二层则为黄色的可塑性块石层，第三层则为褐黄色的砂质粘土块石层，上述三层分界较为清晰。该类型的溶洞最显著的特征就是其内充填物具有非常显著的松散性以及软弱性，进行开挖的過程中，有很大的可能遇到严重塌方，与此同时，塌方一般出现在那些≥7米的位置。分析上述隧洞的基础上，考虑怎样使用导洞法完成开挖工作，需要进行进一步掘进，并且需要做好支护工作。

（二）工程地质问题以及其对应的处理措施

上述溶洞充填物最显著的特征就是，不一致的成分以及不一致的结构类别，不仅如此，该类型溶洞的充填物具有非常松散以及软弱的特性，所以，对于施工来说，这是非常恶劣的工程地质条件，存在很多的工程地质问题，主要有以下几个：首先是溶洞充填物具有非常薄弱的承载能力；其次是溶洞充填物非常的松散，缺乏紧实度，同时存在较大的山岩压力；最后是周围岩性不一致，具有较差的工程特性，满意从根本上符合刚性处理过程中的变形需要。在分析A水电站建设基本标准的基础上，对隧洞开挖后是的水文地质条件情况进行分析，A水电站施工单位一共对上述溶洞地段勘察三次，目前已经完成了测试设备的大量按照、完成了大量的现场原位测试工作以及安置了需要的室内土工试验设备，最后完成了基础处理设计参数的处理。对每一个方面因素均需要慎重考虑，一般来说，只是使用单一方法很难讲地基处理好，分析各个因素之后，最后决定地基处理选择使用大口径的人工挖孔桩方法以及高压灌浆等方法。为了为处理效果提供切实的保障，总计完成了18 根基础桩的安装，基础桩直径为3米，基础桩长度一般在20米左右。溶洞的上游以及溶洞的下游两排桩均处于基岩上方，其跟溶洞发育相适应，实际是跟其形状以及发育的深度想联系。除此之外，同时，还在上述的基础上促使一期支护结构实现进一步强化，这样一来，一期支护结构就可以分散岩石的压力，同时也可以承担分散一些侧向的荷载力。

三、不均匀以及充填过水型溶洞以及相应的处理措施

（一）实际地质情况

不均匀以及充填过水型溶洞其具有相对较小的跨度，但是却存在很多不利的因素，主要有以下几种：首先是溶洞充填物存在较差的承载能力、其次是地、下水很容易跟周围岩性每一个部位的一致，最后是岩体工程性状比较差。

（二）工程地质问题以及相应的处理措施

上述这种类型的溶洞地段，包括很多的问题，例如：第一个问题是溶洞充填物会出现非常明显的渗透变形失稳情况；第二个问题就是充填物具有较差的承载能力；第三个问题就是地基呈现一个极度不均匀状态以及不稳定状态。分析上述问题我们可以得到以下：这些解决办法是需要严格分析工程地基的实际情况来完成编制的。需要基于溶洞地质状况的分析。对于这个项目，施工单位选择使用两桩、两地以及梁桩处理措施，实质上指的，于溶洞的上游部位以及下游部位等的地质状况相对较好的基岩部位，完成两根地梁的设置，在完成上述工作之后，需要在溶洞内的泥岩内部以及强风化的泥岩内部完成两根人挖孔桩的设置，需要将人工挖孔桩的直径设置为3米。在使用上述方法之后，可以取得非常显著的实践效果。

四、结语

众所周知，水电站的建设，对于发电、防洪以及日常的农业灌溉等很多个方面均存在着非常重要的现实意义。可以这么说，水电站的建设是一个可以促使国民经济实现可持续发展的基础性工程设施项目。分析水电站建设得到，特别是对山区水电站的建设，具有非常大的施工难度，需要将多种相关的因素考虑进来，本次研究，选取A水电站作为工程案例，在分析其实际情况的基础上，对于深埋隧洞中岩溶工程地质问题以及相关地基处理工作进行了深入的分析。期望为处理类似地基工作提供相应的借鉴以及参考。

参考文献

[1] 尚义敏，刘会武，罗林，张秋霞.黄石冶钢变电站岩溶地基稳定性分析[J].安全与环境工程，2014（04）.

[2] 刘宏，赵跃平，邬相国，王丹辉，赵瑞峰.强溶蚀带岩溶地基稳定性研究[J].矿业研究与开发，2011（03）.

[3] 杨传德，李沛吉.平果铝厂厂区岩溶地基的特征及其形成机理[J].勘察科学技术，2014（04）.

[4] 尚义敏，刘会武，罗林，张秋霞.黄石冶钢变电站岩溶地基稳定性分析[J].安全与环境工程，2014（04）.

作者简介：时伟，湖北煤炭地质一二五队。