隧道岩溶地质的处理与施工技术

宝力德



隧道岩溶地质的处理与施工技术

宝力德

中铁二十局集团第二工程有限公司

摘 要：在进行岩溶地质的隧道施工时，由于其地质的特殊性导致经常会出现涌水或其他岩溶问题影响工程的施工。本文通过对大独山隧道岩溶地质进行详细的调查，深入分析了关于在岩溶地区进行隧道施工的应对措施与施工技术。

关键词：岩溶地质；隧道；施工处理

前言：岩溶作为一种比较独特的地质现象，对正常的隧道施工往往会有较大影响，并且在进行处理时也有一定的技术难度，因此需要慎重对待。处在隧道底端的溶洞填充物，不仅位置较深而且也相对松软，使得处理起来十分不易，并且部分溶洞岩体比较破碎，极易引发塌方等安全事故，再加上隧道施工中经常出现的地下暗河，重重问题使得隧道在岩溶地区的施工极为困难。因此必须要对岩溶有一个完整的了解，并在此基础之上进行隧道的安全施工。

大独山隧道位于关岭～普安区间，双线隧道，设计为人字坡，全隧最大埋深367m。隧道进口里程D1K852+772，出口里程D1K864+654，全长11882m。隧道洞身主要穿越白云岩、灰岩、泥岩、泥灰岩、泥岩夹砂岩等地层，其中可溶岩段长8753m。

一、关于岩溶的形成

岩溶地质主要是由可溶性岩石在与含有二氧化碳的水体进行化学反应并腐蚀后沉积而成的。通常来讲这种地质的地貌多以石芽、洞穴或者是地下暗河的形式呈现，其自然景观相对独特。由于可溶性岩石即石灰岩主要是由碳酸钙组成，碳酸钙在遇到含有二氧化碳的水体时往往会发生相应化合反应，也即是将原先的碳酸钙转化为碳酸氢钙，而碳酸氢钙作为一种水溶性比较强的物质，能够促使原先的石灰岩空洞逐渐变大，在长年累月的作用下，岩石逐渐被分解为各式各样的形态，并作为独特的地质景观出现，也就是国内常说的喀斯特地貌。

二、岩溶地质的探测工作

1.长距离与短距离相结合的探测工作

通过借助红外地质雷达以及震波反射等诸多远距离探测方法，对前方50-150米的岩体进行探测，包括对于其构造、软硬度、断层情况、破碎区域、含水量以及整体的发育等诸多信息进行检测汇总［1］。而对于近距离的探测则可以借助相似比拟的方法进行。通过将所得数据进行汇总，并进行深入分析可以得知当前路段的大致岩溶情况，从而为后期的施工提供数据参考。

2.物探与钻探结合探测

利用物探可以快速形成对异常范围的锁定，对于钻探预见性的提高有极大的帮助。同样的，物探数据的异常与否也能够借由钻探进行验证，通过两者的客观对比与分析，可以使时勘探的结果更加明确和客观，从而确保施工能够更加有针对性。

3.洞内与洞外结合探测

由于在进行施工时，部分的岩溶地段有一定程度的地质问题存在，这就要求在进行施工前要做好洞内外的观测与岩石情况分析，尽量收集详细的地质信息，以保证施工的安全性。

三、岩溶地质的隧道施工技术与处理措施

1.施工原则

在进行岩溶地区的隧道施工时，应当在结合探测信息的基础之上确定相应的基本原则，一般来讲都是以堵为主、综合治理，部分条件或情况可以选择适量排放和排堵结合。在进行施工时通常会将岩体进行封闭，并使用长管棚以及小导管，借助其正面长短结合的方式进行压浆作业，并将其渗水的通道进行封堵，在隧道的需要进行开挖的轮廓线之外做好帷幕的预支工作，并利用管道进行排水，堵住岩体外侧区域的地下水，对于部分积水则可以经由隧道往外排出。选择正确的时间和以及岩石部位做好相应的支护工作，通过向小导管里注浆，从而使岩体能够紧密团结，并将隧道内的水路进行严密的封堵，如此便可在隧道外围的区域构成止水承压的整套工程。而对于岩溶地区的施工而言，做好实时监测工作是保证施工安全的前提调节。因此在制定具体的施工原则时应当结合详细的勘测数据，并结合施工方式与技术水平进行原则的制定，从而降低事故的发生几率。

2.关于岩溶地区地下水流的处理

在岩溶地区的隧道建设与施工过程中，溶洞的顶部如果缺乏相应的填充便经常会有水流下，并且顺着溶洞当中原先的水道流出［2］。而为了确保溶洞原有的自然排水通道不会被工程建设而破坏，则必须要在隧道的下方区域修设相应的暗渠，以使溶洞当中的水流能够借由暗渠进行连接并自然排出。

3.溶洞注浆工艺

3.1关于注浆工艺的探讨

在进行注浆前，应当对前期勘测所获取的信息如地质结构、岩体破碎等诸多情况进行详细的分析，进而选用正确的注浆方式。关于注浆材料的选取，除水泥之外也可以选择水泥浆或者是水泥与水玻璃结合的双液浆等其他材料，在这方面可以结合施工的要求以及岩溶地区的实际情况进行选择。注浆工艺的重点在于两方面，其一是关于双液浆的配置以及特性调和，其二便是注浆的压力。

3.1.1双液浆配置与特性调和

关于双液浆的实际比例应当由具体的实验结果确定。通常情况下双液浆是由水泥浆与水玻璃进行配比而成，在这其中随着水玻璃的掺入量减少，双液浆的凝结速度则会相应的加快。如果在实际的施工当中对于凝结的速度有具体的要求，则可以通过添加一定剂量的外加剂以作调整。当双液浆中的水泥浆的体积大于水玻璃体积时，双液浆能够提升岩石的抗压度，并且在进行注浆时应当做好关于浆液的初凝时间以及终凝时间预估计。

3.1.2注浆压力。

注浆压力作为能够有效提高岩体缝隙当中浆液流动的驱动力，对于浆液的填注有着至关重要的作用。若要确保填充扩散能够达到预期的效果，并使浆体能够充分发挥加固岩体封堵流水的作用，则注浆压力必须要能够克服岩层当中缝隙阻力。因此在浆液浓度确定的情况下，岩层缝隙的压力、粗糙程度以及缝隙宽度都将影响注浆的压力，而若果注浆的压力过高，则有可能导致岩体的破碎。因此必须要选用合适的注浆压力，正常情况下压力的数值范围会在0.5到1.0Mpa之间选择，以确保主讲的顺利完成。

3.1.3关于注浆施工的技术分析

在进行止浆墙的施工时，应当依照设计的要求，在指定位置进行预埋管扣得焊接，并用编织袋进行管口末端的封堵，以免发生漏浆现象。在钻孔阶段则需要对现场的具体情况进行记录，尽量做到一孔多用以减少施工程序。在进行注浆孔的施工时，必须要注意对于水量的实时观测，从而做到对于前方岩体大致情况的掌握和了解。

3.2岩溶地质中超欠挖处理

在进行超欠挖处理时应当选择正确的爆破方式，并进行爆破参数的调整。爆破方式一般包括一次爆破、阶段爆破以及预留光面爆破等许多方式。就岩溶地质情况的特殊性而言，采用预留光面的爆破相对较好，这主要是由于这种方式能够减少超欠挖工作量，有利于开挖的成型，并且能够降低爆破对于围岩体的破坏，有效防止塌方情况的出现，保证施工安全。同时需要注意的时，在爆破过程中要不断进行开挖面的观测，通过对岩石节理缝隙的勘测从而调整爆破的参数，以实现超欠挖的动态化施工。

四、总结

由于岩溶地区在隧道施工方面地质条件的特殊性以及岩溶发育的多样性，使得隧道施工有一定的技术难度。这也就要求施工单位要本着动态施工以及动态管理的原则，详细掌握岩溶地区的岩体构成以及破碎程度等诸多情况，从而制定安全高效可行的施工方案，以确保施工的顺利进行，提高岩溶地区隧道工程的质量。

参考文献：

［1］蒋进波·高速公路岩溶隧道溶洞处理施工技术［J］·隧道建设，2012，（s1）：122-125.

［2］洪开荣·我国隧道及地下工程发展现状与展望［J］·隧道建设，2015，（2）：95-107.