隧道施工中的溶洞治理技术

田力

摘 要：本文以贵州赫六三标合同段韭菜坪隧道的溶洞治理作为研究的重点内容，通过对溶洞的处理进行了详细的分析，并且有效的介绍了隧道施工中关于溶洞处理技术的整个过程，希望能够被类似的工程提供相关的设计施工思路。

关键词：隧道施工;溶洞处理技术;施工技术

中图分类号：U452.11 文献标识码：A

0 引言

目前国内的隧道工程采用回填方案穿越大型溶洞的研究已较多，一般采用土石方进行回填，为避免沉降过大或不均匀沉降对上部结构物产生不利影响，再对回填路基进行注浆加固或夯锤夯实补强。透水性材料注浆加固往往由于注浆不均匀效果不是很理想，不透水材料采用夯锤夯实补强也存在作业空间小、填层厚度大夯实效果不好等情况。

1 工程概况

韭菜坪隧道属于分离式的长隧道，位于贵州赫章县兴发苗族彝族回族乡高家寨村，呈现着南北走向，左起长1 959.9 m，最大的埋深为244 m，右起长2 008.3 m，最大埋深为235 m。隧道區域包含不良地质分别为岩溶以及断层，虽然说钻孔并没有揭露比较大规模的溶洞，但是经过物探可以发现，洞身以及其影响深度范围的可能性是非常的大的。浅地表以充填溶沟为主，深部主要是以溶蚀裂隙为主，依据岩溶发育的具体的情况，可以判断该地区属于一种区域性岩溶中强地区，在该施工区域当中，没有见到滑坡或者是泥石流以及威严等其他的一些不良的现象，针对于隧道选址地区有着非常大的影响的断裂为F6逆断层，F8断层，断层附近存在着岩体破碎的情况，隧道选址区域有着特殊的岩性，主要为红黏土，对于隧道在进行施工的过程当中不会产生不良的影响，隧道V级围岩占总体长度的10%，连续长度已经超过了100 m，因此需要在施工之前组织专家来对其进行施工方案的编制，并且方案需要通过专家评审。

依据施工计划要求，并且结合现场的实际工程情况，在该隧道进行施工的过程当中，采取的是进出口两端同时施工的方法，左洞先行贯通，右洞因多次出现了塌方，跟涌泥的情况，考虑到具体的工期，出口端在原设计二号车型横洞位置增加了一工作面。由出口端往两个工作面共同进行，在施工到YK58+185的时候揭露出一溶洞，溶洞的纵向长度为9 m左右，宽度现在已经超过了右洞的外轮廓，目测高不见顶，深不见底，用绳子来对其进行测量，发现溶洞的深度左为198 m，左中为202 m，中部为211 m，右为206 m，探测过后，发现溶洞当中没有任何填充物，且洞顶暂无任何变化，掌子面位置，洞顶深埋约为120 m。其周围属于风化的灰岩，裂隙较发育。

2 隧道地区工程条件以及溶洞的发育情况

2.1 地形地貌

本次施工地区属于溶蚀峰林残丘地貌，地面的高程为2 173.30 m～2 423.30 m，最大的高差达到了250 m，山形起伏的非常大气，陡坡大约为30°～60°左右，局部地区山体比较直立，植被非常的茂盛，大多数是松木或者是一些低矮的灌木，地表的覆盖层比较薄，厚度一般来说是小于3 m的。

2.2 水文地质条件

该隧道选址地区属于地表水，为雨季冲刷短暂性流水，水量会受到当时的季节的控制，出现暴涨，暴落的情况。而地下水的类型主要是以岩溶水以及基岩裂隙水为主，因此在进行隧道开挖的时候，很容易就会形成脱水或者是涌水的情况，直接影响到隧道的稳定性，隧道进出口附近主要是第四系孔隙潜水，依靠自然降水补给。

2.3 溶洞的发育情况

依据探测结果可以发现，YK58+185溶洞属于逆时针蜗形竖井，以隧道作为路基向下探测，其深度为90 m左右，上拱能够测量到的高度是50 m，隧道轴向最大的进深为24 m，洞底西南角以及西北角有向上的洞腔，长度大约为20 m左右，西南角有少量的流水，沿宽度2 m～3 m，裂缝向东南方向流出，除此之外，该溶洞并未见到其他更大的洞腔。

YK58+417溶洞属于台阶形竖井，台阶在距离隧道地面大约36 m处的位置，洞壁整体来看是比较干净的，而且平常的水流量非常的小，洞穴的底部呈现着西北向东南方向，最低处属于消水通道，而且通道非常的小，淤泥厚度大约40公分左右，向下的深度大约为92 m，上拱能够测量到的最高的高度是40 m，在该溶洞当中没有见到其他更大的洞腔。

2.4 岩溶以及水文地质条件

YK58+185至YK58+417段，依据当地的水文地质资料可以发现，所选的隧道施工地点正好位于区内的最高点，地下水掩埋的非常的深，一般来说都大于200 m。在勘测阶段并没有见到地下水位，隧道在施工的过程当中，仅仅是在降雨的时候出现了滴状出水，以上情况可以表明隧道是位于岩溶的地下水包气带，地下水又位于设计标高以下，属于季节性的涌水地段，地下水主要是以下渗为主，不会形成动体冲水的情况，该段隧道在干旱季节的威胁性是比较小的，即便是遇到了溶洞，也不会出现大面积的涌水，所研究隧道阶段的顶部存在着溶岩挖地，雨季可能会积水，渗入到地下，产生融水，所以说需要引起重视。

3 隧道施工中的岩洞治理技术

3.1 YK58+417溶洞处治

依据设计单位所下发的处治方案，对YK58+417溶洞进行回填处理。溶洞进行回填的时候去底部以上使用的都是大直径的块片石，回填料来源于韭菜坪取料场，距离溶洞大约3 km左右，溶洞底以上7 m，一直到拱底标高以下，使用的是洞渣来进行回填，回填料的选择，利用的也是韭菜坪的弃土场当中的一些弃渣。仰拱底标高以下7 m～4 m的部分，使用的是洞渣回填，每隔0.5 m就需要对其进行夯实，也就是说需要边回填边灌水，这样能够有效地加快其固结，需要一直回填到固结结构暂无夯实下沉量为止，仰拱底标高以下4 m～1 m部分，使用的是浇筑的办法，首先需要浇筑一个3 m厚的c20片石混凝土，片石混凝土需要分为三次进行浇筑。仰拱底标高以下1 m，在进行浇筑的时候，需要浇筑1 m厚的c30钢筋混凝土板，等到混凝土的强度能够满足设计强度的需求之后，需要设立支拱架，需要注意的一点是必须要预留变形量，按照原来的20公分进行设置，在处置完毕之后，需要对其进行拱顶回填，在回填的时候使用的是2 m厚的c30混凝土，主要分为两次来对其进行回填处理，每一次需要回填1 m，等到2 m都回填完毕之后，需要观测混凝土的管流是否符合相关的厚度要求。

如果混凝土的强度能够满足相关的要求的话，需要对其进行吹砂回填处理，同样回填也需要分为两次进行，每次需要回填1 m，等到回填完毕4 m之后，也需要去观测，查看其是否能够满足厚度需求。在溶洞处置完毕之后，需要结合地质报告以及超前钻的具体的情况，采取相应的围岩级别的开发方法来对其进行相关的掘进，一直到YK58+185溶洞位置为止。

3.2 YK58+185溶洞处治

依据设计单位所提供的处治方案，首先需要在溶洞底部以上7 m使用大直径的块片石来对其进行回填。回填所使用的材料都是来自于韭菜坪的取料场，距离施工地点大约3.3 km左右，溶洞底以及以上7 m，一直到标高以下的7 m部分，使用的都是洞渣回填。回填料利用的是弃土场的弃渣，仰拱底标高一下7 m～4 m的部分，使用的是洞渣回填。基本上每隔0.5 m都需要对其进行重新的夯实，目的是为了能够让其加快固结，等到自然沉降，才能够再次施工，时间为三个月左右。仰拱底标高以下4 m～1 m的部分，使用的是混凝土浇筑的办法，浇筑一个3 m厚的c20片石混凝土，混凝土需要分为三次进行浇筑。仰拱底标高至以下1 m部分，使用的是1 m厚的c30鋼筋混凝土板，等到所浇筑的强度能够达到设计强度的70%及以上之后，需要进行初支拱架，同样也需要预留变形量，按照原来的20公分来进行设置，在处置完毕之后，需要对其进行拱顶回填，回填所选用的材料是2 m厚的c30素混凝土主要分为两次回填，每次1 m，等到2 m全部回填完毕之后，需要观测其是否满足厚度要求。

依据溶洞的具体的发育情况以及隧道设计轮廓关系，所以说我们可以选择两种回填处理方案。

方案一：在回填的时候，不设置挡墙，考虑到在回填的时候可能会受到不均匀侧向力的影响，所以说一共分为两次进行回填，在回填的时候达到强度的75%及以上可以回填拱腰至拱顶，分为两次回填，每次1 m，回填完毕之后需要及时的去查看是否满足厚度要求，等到混凝土满足要求之后，需要进行吹砂处理，也是分为两次，每次1 m，等到4 m观测管流出沙子，才能够确定其满足设计要求。

方案二：在回填的时候，需要设置挡墙，设置挡墙是为了能够更好地跟基础线进行连接，在钢筋混凝土浇筑的时候，需要按照设计进行钢筋预埋钢筋的外露长度为1 m，关挡墙基础模板和预留U形爬梯预埋件，浇筑挡墙基础砼，等到技术同满足了相关的要求之后，可以关掉挡墙的墙身模板。

4 结束语

在本篇文章当中，主要就韭菜坪隧道溶洞施工治理技术进行了简单的研究，经研究，发现在对溶洞进行处理之后，监理单位对于已经处理的段落进行了考察，无论是从拱顶下沉还是围岩接触压力等角度对其进行测量，发现所有的结果都符合相关的设计需求。工程在进行溶洞治理的过程当中，站在实事求是的角度之上。运用可行的、科学的方案，并且采取经济、合理的原则，自始至终对于整个施工现场进行了全方位的严格管控，以科学的方法来对其进行了动态的管理。

参考文献：

[1]袁永才，李术才，李利平，等.岩溶隧道施工过程中大型溶洞的综合预报及治理方案研究[J].现代隧道技术，

2015（2）：192-197.

[2]公晓伟.地铁隧道施工中遇含水溶洞的处理措施[J].价值工程，2020（36）：155-156.

[3]钟世航，孙宏志，李术才，等.隧道及地下工程施工中岩溶裂隙水及断层、溶洞等隐患的探查、预报[J].岩石力学与工程学报，2012（z1）：3298-3327.