隧道隐伏溶洞超前预报与治理技术研究

廖友洪

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550000)



隧道隐伏溶洞超前预报与治理技术研究

廖友洪

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

针对岩溶地区隧道工程建设中存在的隐伏溶洞问题，提出相应的技术要点，得出隧道隐伏溶洞有效治理对于提升工程施工与运营安全意义重大的结论，旨在为交通事业的不断发展提供可靠的依据。

隧道工程；隐伏溶洞；超前预报；治理技术

1 隧道隐伏溶洞治理原则分析

对于岩溶隧道工程，其具有相对较高的复杂性、风险性与隐蔽性，所以岩溶治理技术必须充分结合岩溶的实际发育情况与施工现场，以此选取出最为科学合理的措施和方案。单从溶洞治理基本原则进行分析，施工中应严格遵循“引排、堵漏、跨越、绕开”等治理原则。在治理溶洞的早期，大多情况下会使用引排的策略，即为在合适的位置修建泄水洞等设施，及时排除地下水，阻止溶洞进一步发育。但是这种治理方法会对隧道的后期运行带来一定安全隐患。基于此，伴随相关研究的不断深入，相关研究人员提出了“以堵漏为核心、充分结合排堵措施、因地制宜与综合防治”的思想，从而在更高层面上保证施工质量，确保隧道施工与运营安全。

2 隧道隐伏溶洞治理技术

隧道隐伏溶洞治理技术有许多种，在实际情况中应根据溶洞的具体位置、尺寸、充填情况等进行判断，以采取最佳的治理技术。

2.1 无充填溶洞治理技术

针对无充填的小规模隧道溶洞，应先采取相应的技术措施对溶洞实际发育位置与尺寸进行探测，在条件允许的情况下，应尽量采用填堵的策略。而如果溶洞的规模较大，且无法采用填堵的策略，则需使用跨越的方法实施治理。

2.2 充填溶洞治理技术

2.2.1 小规模充填溶洞治理

(1)拱腰上方溶洞治理

通过对溶洞现场的多次试验和验证，针对拱腰上方的小规模溶洞(溶洞发育范围在6 m以内)，应采用超前支护的方法，如小导管与中管棚等，可保证治理措施的有效性。

(2)仰拱底端溶洞治理

实践表明，仰拱底端存在溶洞会对高速铁路隧道的运营安全造成影响，如果处理不及时或不到位，将造成翻浆、冒泥等实际问题，因此必须对此引起足够的重视，治理要深入到位，采取多次试验等方法，保证治理效果。

①溶洞处在仰拱底端6 m的区域内，针对这种情况最为常用的治理方法为挖除换填，同时使用和仰拱处完全相同的混凝土进行回填。比如按照常规的方法使用小导管注浆以及钢管桩处理，均无法起到良好的处理效果时，岩石的自身刚性和充填物容易造成不均匀沉降问题。

②溶洞处在仰拱底端6～30 m区域内，此时溶洞大多被岩石包裹，与仰拱的底端存在约6 m左右的距离，此时应使用钢管注浆法进行处理。

2.2.2 大规模充填溶洞治理

(1)拱部溶洞治理

对于隧道拱部大规模充填溶洞，建议采取“大管棚结合大外插角小导管”的方法实施治理，此治理方案主要运用注浆对溶洞当中的充填物实施支护与固结，以此防止开挖时有部分充填物滑出，从而提高隧道施工的安全性与稳定性。通过对现场多处溶洞的有效治理，很好的验证了此治理方法的作用，发挥出实用性高、安全性突出的效果。

(2)穿越串珠溶洞治理

对于穿越串珠型溶洞，相关技术人员通过研究提出了“大管棚结合大外插角小导管结合双层型钢钢架结合周边径向注浆”的治理方案，此方案选用大管棚锚固溶洞，再采取注浆法处理塌方问题。初级支护主要使用双层型钢钢架处理施工中存在的失稳等问题；初级支护完成以后，对溶洞周围进行径向注浆处理，以此对充填物进行固结，形成一个十分坚固的外壳，达到提升围岩稳定性能的作用。

(3)富水溶洞治理

富水溶洞普遍具有流塑状特点，对于规模较大的富水溶洞，建议运用超前注浆的方法进行治理。这种治理方法主要是对前方土体实施加固，并在开挖的工作面形成一个隔水帷幕，预防地下水不断渗流，从而防止突水等灾害的出现。除此之外，还能对围岩起到一定固结作用，使得周围游离的软塑粘土等形成整体，为施工安全提供保障。

(4)隧道底端溶洞治理

对于隧道底端的溶洞，最为合理且有效的治理方案为微型桩支承和地层改良，其中地层改良是指采用钢管桩对基底实施治理，这两种方法具有施工简单，不会对衬砌造成影响等优势，具有相对较高的使用价值。

(5)从溶洞中心穿越

这种溶洞的治理难度较大，因为隧道的周边都处在填充区域内，施工中需要处理三个问题，其一为探测拱部与基底溶洞的实际发展情况，进而优化选取加固方案；其二为在开挖时保证拱部可靠性和稳定性，提升整个施工过程的安全性；其三为保证隧道底端平稳性，以便将工后沉降控制在规范的限度之内。常用的治理方案为“大管棚结合双层钢架，以临时支撑为基础进行套拱衬砌”，而基底的加固方案主要为“钻孔桩结合筏板”，其中，钻孔桩的直径应得到严格控制，通常为1.25 m左右。

[1] 杨淑华. 隧道隐伏溶洞超前预报与治理技术研究[J]. 江西建材,2016,(9):145-150.

[2] 李宇翔,田俊,张文东,等. 溶洞隧道的超前预报与治理措施分析[J].交通科技与经济,2012,(14):15-19.

[3] 李术才,李树忱,张庆松,等. 岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报研究[J]. 岩石力学与工程学报,2007,(18):217-225.

2016-05-23

廖友洪(1984-)，男，贵州人，工程师，研究方向:项目管理。

U457

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1008-3383(2016)07-0142-01