齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

2022-08-18 07:26赵少忠许振浩李明海
隧道建设(中英文) 2022年7期
关键词:溶洞岩溶围岩

赵少忠,黄 鑫,许振浩,李明海

(1.湖南省交通科学研究院有限公司,湖南 长沙 410015;2.河南理工大学土木工程学院,河南 焦作 454003;3.山东大学岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061;4.恩施州公路管理局,湖北 恩施 445000)

0 引言

我国可溶岩地层分布广泛,约占我国国土面积的1/3。在岩溶地区修建隧道,极易遭遇各种岩溶地质灾害,如突涌水、地表塌陷、洞害等,给隧道安全施工和运营带来巨大威胁。其中,洞害是可溶岩地区隧道修建过程中最常见的岩溶地质灾害形式之一。隧道洞周溶洞的存在使得围岩与支护结构的受力情况变得更为复杂,导致围岩整体稳定性降低,隧道施工难度增加,施工工期延误,施工成本增加[1-3];此外,溶洞周围岩体及其内部充填物易发生坍塌,引发地表塌陷,甚至造成机械损毁和人员伤亡。

溶洞形态复杂多变,发育规模大小不一,充填特性与分布位置也不尽相同,增加了溶洞的处治施工难度。黔张常铁路高山隧道DIK53+678处揭露了一个巨型溶洞,该溶洞长124 m、宽32~63 m、高46~65 m,体积超过100万m3,给隧道施工带来极大不便,采用“洞砟回填+上部注浆”的方法成功进行了处治[4]。成贵铁路玉京山隧道揭露一个岩溶大厅,该大厅横向长约230 m、宽约93 m,垂直高度50~90 m,采用“注浆加固+五台阶法开挖+多种支护方式并存+模板法结合桥梁施作二次衬砌”的综合施工方法成功进行了处治[5]。平罗高速公路栗木山隧道掌子面开挖至YK49+568处揭露一个体积约为8.2×104m3的大型溶洞,采用回填方案进行处理,并采用“橡胶缓冲层+混凝土护拱”方案进行溶洞顶部防护[6]。岩湾隧道ZK250+135~+166段特大型溶洞采用洞渣回填、桥跨和拱形防护等措施进行了处治[7]。王秋[8]针对东山隧道巨型溶洞,在设置综合立体排水系统处治岩溶地下水的基础上,采用桩板明洞跨越溶洞的结构形式并加强结构和溶洞壁支护的方法进行了处治。王少辉等[9]针对那丘隧道ZK14+350~+520段特大型溶洞,采用“承载桩基+纵横框架梁板+钢筋混凝土挡墙”组合结构与洞渣回填的方案进行了综合处治。杨洪希等[10]针对宣曲高速公路海德隧道不同位置的溶洞提出了相应的处治措施。针对某高速公路隧道长条形大型底部溶洞回填起不到预期处治效果的情况,王建等[11]提出采用“工字钢横跨溶洞至溶洞墙壁+工字钢上部设钢筋混凝土板”的方案成功进行了处治。陈禹成等[12]对恩来恩黔高速公路和利万高速公路岩溶隧道溶洞灾害进行了统计分析,并研究了不同位置溶洞对隧道围岩应力场、位移场的影响规律,提出了溶洞处治的原则,并对花果山隧道大型溶洞采用分阶段、分部位、分步推进的方法进行了处治。上述研究成果对岩溶隧道溶洞处治具有重要的借鉴意义。

然而,岩溶隧道施工过程中可能遭遇多个大小不一、充填特性不同、分布位置不同的溶洞。目前,关于溶洞处治技术的研究多集中于针对隧道单个溶洞的处治,而对一整座隧道遇到的全部溶洞进行分类统计,并通过分析溶洞发育特征形成系统的处治技术研究还鲜有报道。本文拟通过对利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道施工中揭露的溶洞进行调研,分析溶洞发育规模、充填特性、含水状态等特征,揭示隧址区岩溶发育规律和地质成因,采用数值模拟方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,并结合具体溶洞处治实例,探讨不同规模和不同位置溶洞处治技术,进而提出溶洞处治的一些思考和建议。

1 工程概况

齐岳山隧道是利万高速公路谋道连接线的控制性工程,位于湖北省利川市沙坝村三组和土地口村之间,隧道走向106°,隧道起讫桩号为GK0+350~GK3+310,全长2 960 m,最大埋深347 m。

隧址区属构造溶蚀-剥蚀中山地貌。齐岳山山脊地表高程为1 260~1 660 m,地形整体呈波状起伏。溶沟、溶槽、漏斗、落水洞等岩溶微地貌发育。隧址区主要不良地质构造为齐岳山背斜和中槽逆断层。隧址区表层局部覆盖有第四系残坡积粉质黏土。隧道自南坪进口方向至谋道出口方向依次穿越三叠系嘉陵江组角砾状灰岩、灰岩,大冶组灰岩、页岩夹灰岩,二叠系长兴组灰岩,吴家坪组中风化硅质灰岩夹煤层,茅口组灰岩,吴家坪组中风化硅质灰岩夹煤层,长兴组灰岩,三叠系大冶组页岩夹灰岩、灰岩和嘉陵江组灰岩。岩层倾角66°~72°,可溶岩地层中岩溶较发育。齐岳山隧道纵剖面地质见图1。

图1 齐岳山隧道纵剖面地质图[13]

2 齐岳山隧道溶洞发育特征与地质分析

2.1 溶洞概况

齐岳山隧道穿越地层以可溶岩地层为主,施工过程中共揭露大小溶洞26个,增加溶洞处治变更费用约1 470万元。齐岳山隧道施工过程中揭露溶洞统计如表1所示。

表1 齐岳山隧道溶洞统计[13]

2.2 溶洞发育特征

2.2.1 溶洞规模

按照溶洞体积不同,将隧道揭露溶洞划分为小型溶洞(V≤10 m3)、中型溶洞(10 m31 000 m3)4个类型[14]。齐岳山隧道各规模溶洞比例如图2所示。

图2 齐岳山隧道各规模溶洞比例

由表1和图2可知,齐岳山隧道揭露的溶洞中,中型溶洞占比最大,约占53.8%;大型溶洞次之,约占30.8%;小型溶洞和特大型溶洞最少,占比均为7.7%。

2.2.2 充填特性

齐岳山隧道揭露溶洞以无充填溶洞为主,共21处,占比80.8%;充填溶洞5处,占比19.2%,且多为半充填或局部充填状态。充填介质主要为黏土、土石松散物,属于溶洞岩石土风化松散物的堆积体。揭露位于隧道顶部的充填溶洞后,溶洞内充填介质出现滑动、失稳、坍塌等现象,甚至引起地表塌陷。

2.2.3 含水状态

齐岳山隧道揭露溶洞以干溶洞为主,未揭露充水溶洞,仅部分溶洞中有集中的小型出水点、渗水或溶腔壁面湿润现象。地下水位接近或低于隧道设计标高,地下水对溶洞的稳定性及隧道施工影响较小,隧道施工过程中无突水突泥灾害发生。大气降水是地下水的主要补给来源,降雨通过岩溶洼地和落水洞进入岩体内部,在一定程度上对洞内渗水起到促进作用。

2.2.4 发育位置

齐岳山隧道揭露溶洞发育的位置以掌子面居多,占比约57.7%,揭露拱顶溶洞约26.9%,边墙15.4%。其中有3处溶洞发育方向延伸至隧道底部,对隧道底部围岩及支护结构拱脚稳定性产生一定的影响,溶洞处治时应注重全面加固隧道底板与提高隧道拱脚承载力。

2.3 岩溶发育特征地质分析

齐岳山隧道揭露溶洞发育特征与隧址区气候特征、水文地质条件及隧道高程密切相关。

隧址区属亚热带大陆性季风湿润气候,年平均降雨量1 400 mm左右。受季节影响明显,降水多集中在夏季,冬季雨量最少。降雨集中、降雨强度大是该地气候特点之一。地下水不是很发育,少量地下水主要以裂隙水和松散孔隙水为主。地下水主要靠大气降雨补给,通过落水洞或倾斜溶洞集中注入式补给下伏岩溶含水层[15],地下水渗入方式有利于岩溶发育。

自2003年以来,在齐岳山先后修建了5条隧道,按照修建开始时间顺序依次为:宜万铁路齐岳山隧道、沪蓉西高速公路齐岳山隧道、渝利铁路余家隧道、利万高速公路齐岳山隧道、利万高速公路谋道连接线齐岳山隧道[16]。5条隧道处于同一个地质单元,断层、岩溶等不良地质极其发育,给施工带来极大难题。其中,宜万铁路齐岳山隧道、利万高速公路齐岳山隧道、利万高速公路谋道连接线齐岳山隧道处于同一个岩溶水系统,即德胜场地下水系统。但这3条隧道处在不同的岩溶水动力分带中,导致岩溶发育特征及岩溶灾害类型和程度不同。宜万铁路齐岳山隧道位于水平径流带下部、深部缓流带上部,岩溶发育但极不均匀,以泥水充填型岩溶管道和溶洞为主,存在较大的水压力,突水突泥具有较强的致灾性,且受降雨影响小。施工期共揭露187处大型岩溶管道、溶洞,发生8次特大突泥突水灾害。

利万高速公路齐岳山隧道较前者提高了线位,位于季节变动带(偏上),岩溶较发育,以溶蚀裂隙和岩溶管道为主。受地表降雨影响,施工期突涌水灾害频繁,以持续疏干型涌水为主要特征,其致灾程度相对较低,但持续时间久,涌水时间常为地下水疏干时间。施工过程中共揭示大小溶洞61个、涌水14次,雨季实测最大涌水量11 530 m3/h,在反坡施工段多次出现掌子面被淹情况[17]。

利万高速公路谋道连接线齐岳山隧道相对前两者进一步提高了线位,位于垂直下渗带,岩溶以垂直发育形态为主。在进出口段地下水位低于隧道设计标高,仅在隧道中段(GK1+360~GK2+000)区域处于稳定的地下水位附近,因此,隧道施工受地下水影响较小。施工中揭露溶洞为局部充填、无充填的干溶洞,未发生突涌水灾害。但受岩溶发育影响,隧道顶部溶洞极易产生充填介质滑移、塌方、地表塌陷等灾害,如在揭露GK0+411、GK0+437、GK2+310、GK3+265等溶洞时发生坍塌,导致溶洞内部泥石落入隧道内,甚至造成一些溶洞对应的地表位置出现塌陷。GK3+265溶洞充填介质坍塌与地表塌陷见图3。

(a)充填介质坍塌 (b)地表塌陷

3 溶洞对隧道围岩的变形影响规律

3.1 溶洞探测

以GK3+210~+275特大型溶洞为例,在溶洞揭露前,开展地质雷达超前预报,结合掌子面围岩地质变化情况,及时预测掌子面前方溶洞发育情况;提前采取综合措施,如控制开挖进尺、加强超前支护和注浆封堵等,保障隧道施工安全。由于在GK3+272里程附近隧道顶部存在坍塌和落石的风险,因此未进行连续地质雷达探测。在GK3+265里程溶洞坍塌后,在GK3+262上台阶进行探测,探测掌子面长度为6 m。地质雷达探测图像见图4。

(a)GK3+292~+272(掌子面由左向右) (b)GK3+262~+242(掌子面由右向左)

探测结果显示:1)GK3+292~+272段围岩完整性差,节理发育,层理较明显,层间有少许夹泥,局部可能含有较大裂隙或溶洞。GK3+290~+282段掌子面右侧1~4 m,岩溶裂隙较发育,可能存在较大孔隙和溶洞。GK3+290~+284段掌子面左侧0~3 m内,溶蚀裂隙、孔隙较发育,可能存在较大孔隙和小型孔洞,且含少许夹泥。2)GK3+262~+242段围岩完整性差,节理发育,层理较明显,层间有少许夹泥,局部可能含有较大裂隙或溶洞。GK3+260~+252段掌子面右侧1~3 m,岩溶裂隙较发育,可能存在较大孔隙和溶洞。GK3+260~+252段掌子面左侧3~4 m,溶蚀裂隙、孔隙较发育,可能存在较大孔隙和小型孔洞,且含少许夹泥。

开挖揭露溶洞起点位于GK3+267.5处,大致走向为由线路左侧斜沿小桩号方向向右下方延伸,与隧道轴线斜交,对隧道直接影响长度达65 m(GK3+210~+275)。溶洞发育位置示意和现场揭露溶洞情况分别见图5和图6。

图5 特大型溶洞示意图[18]

(a)洞内松散堆积体 (b)溶洞洞径变化处

3.2 隧道开挖过程围岩变形数值模拟

为研究隧道开挖过程中特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,以GK3+210~+275段特大型溶洞为例进行分析。由于该溶洞发育规模大且形态复杂,为方便计算,选取溶洞与隧道交叉段进行分析,并将溶洞简化为与隧道水平正交的长方体溶洞进行模拟,溶洞长为64 m,宽为12 m,高为13 m。建立三维数值计算模型,模型长(隧道纵向,Z轴)、宽(隧道横向,X轴)、高(隧道竖向,Y轴)分别为72、100、100 m,如图7所示。

(a)隧道剖面 (b)溶洞剖面

模型下边界施加竖向位移约束,左右边界施加水平位移约束,前后边界施加轴向位移约束。计算时采用摩尔-库仑弹塑性模型。隧道围岩为Ⅲ级围岩,岩体力学参数如下:重度γ=25 kN/m3,弹性模量E=3 GPa,泊松比μ=0.32,内摩擦角φ=30°,黏聚力c=0.8 MPa,抗拉强度t=0.6 MPa。隧道处于进洞段落,地表为斜坡,平均埋深为44.2 m。为简化计算,设置隧道地表为平面,地表距离隧道顶部44.2 m。

在隧道内每3 m设置1个监测断面,共设置监测断面22组(位置0—72 m),每个监测断面上布置4个监测点,即在隧道的拱顶、左侧拱腰、右侧拱腰及拱底位置处各布置1组监测点。隧道与溶洞相交处,在隧道内未设置监测断面,在溶洞内沿隧道轴线方向每3 m设置1个监测断面,共布置监测断面5组(位置42—54 m),溶洞内沿溶洞轴线方向每4 m设置1个监测断面,共设监测断面9组(位置-16—16 m),每个监测断面上布置2个监测点,即在溶洞的顶部、底部位置处各布置1组监测点,用以研究溶洞影响下围岩特定部位位移随开挖的变化规律。监测点布置如图8所示。

(a)横断面监测点布置

采用FLAC3D数值软件模拟隧道开挖,采用全断面开挖方式,每次开挖3 m,计算中不考虑支护作用,通过记录监测点的位移变化,获取隧道施工过程中围岩及溶洞的位移数据。隧道开挖完成后围岩水平方向与竖直方向位移云图如图9所示,隧道及溶洞位移曲线如图10所示。

由图9和图10(a)可知,由于溶洞存在,隧道开挖后,隧道拱顶和拱底围岩竖向位移增加,且离溶洞越近,隧道拱顶和拱底位移增加越大;隧道左、右拱腰水平位移减小,但距离溶洞超过6 m后,隧道拱腰水平位移几乎不再受溶洞影响。

(a)水平方向 (b)竖直方向

由图10(b)可知,随着隧道开挖靠近监测断面(即Z=36 m),隧道拱顶、拱底位移逐渐增大,在靠近监测断面开挖时(开挖Z=30 m和33 m),隧道内拱顶、拱底竖向位移最大,随后位移逐渐趋于稳定;开挖至溶洞段时对该监测断面竖向位移影响不大。拱腰的水平位移数值较小,但也有类似规律。

(a)隧道各监测断面位移曲线

由图10(c)可知,受隧道开挖的影响,溶洞纵向各监测点拱顶和拱脚发生竖向变形,隧道与溶洞交接部位位移较大,远离交接部位(如溶洞中心)位移较小。

由图10(d)可知,受隧道开挖的影响,溶洞横向各监测点拱顶和拱脚发生竖向变形。其中,与隧道轴线相交位置的位移最大,向左右两侧的位移逐渐减小。这是因为,隧道开挖对与隧道轴线相交处溶洞监测点的位移影响大,距离隧道远的监测点受隧道开挖影响小。

综上所述,隧道开挖后,溶洞和隧道相互影响,在二者共同作用下围岩发生变形。隧道开挖后,溶洞与隧道交接处围岩的位移最大,远离隧道与溶洞交接部位的围岩变形较小。因此,在进行溶洞处治时,更应关注溶洞与隧道交接部位围岩的稳定性并采取针对性处治措施。

4 齐岳山隧道溶洞处治技术

溶洞的存在对围岩的稳定性产生不利影响,隧道施工过程中必须对溶洞进行处治,以保证隧道围岩的稳定和施工运营安全。

4.1 不同规模的溶洞处治

根据齐岳山隧道揭露溶洞发育规模特征,对不同规模的溶洞采用不同的处治方法。对于中型、小型溶洞,采用C20混凝土对溶洞进行回填,并适当提高围岩支护等级,加强支护结构的强度。对于大型、特大型溶洞,根据溶洞发育形态及其与隧道的位置关系,制定了专项处治方案,在此基础上,进行清除充填介质、回填、加固、提高支护结构强度等处治。

4.2 不同位置的溶洞处治

溶洞位于隧道洞身的不同位置,对隧道围岩及支护结构稳定性的影响不同。当隧道底部存在溶洞时,隧道支护结构和路面产生悬空,容易发生隧道底板塌陷,降低隧道使用的可靠度;当隧道侧部存在溶洞时,隧道两侧边墙围岩抗力不对称;当隧道顶部存在溶洞时,充填物易发生坍塌,坍塌规模较大会引起地表塌陷,洞内落石也是不可忽视的安全隐患;大型洞穴的存在会给隧道施工带来极大困难。因此,应根据不同的溶洞位置,采用不同的处治方法。

4.2.1 顶部溶洞

对顶部溶洞的处治,以混凝土回填为主,同时加强支护结构,做好顶部落石防护,必要时需设置防护拱罩。

以GK1+008处顶部溶洞处治为例,将溶洞影响范围内(GK1+005~+015)隧道的支护结构由S3型复合衬砌提升至S5型复合衬砌,取消仰拱及超前支护,二次衬砌维持原设计。拱顶溶腔通过预留φ108钢管泵送C20混凝土填充,混凝土厚度1.5 m。预留φ100排水管,与隧道永久排水系统相接。GK1+008顶部溶洞处治示意如图11所示。

图11 GK1+008顶部溶洞处治示意图

4.2.2 侧部溶洞

对侧部溶洞的处治,仍然以回填为主,同时需加强支护结构。

以GK3+050处侧部溶洞处治为例,将溶洞影响范围内(GK3+052.5~+042)隧道的支护结构由S3型复合衬砌提升至S4型复合衬砌,格栅钢架变更为I16工字钢,纵向间距调整为80 cm。溶洞通过预留φ108钢管泵送C20混凝土填充。预留φ100排水管,与隧道永久排水系统相接。GK3+050侧部溶洞处治示意如图12所示。

图12 GK3+050侧部溶洞处治示意图

4.2.3 底部溶洞

对底部溶洞的处治以回填为主,加强支护结构,同时施作底部钢筋混凝土梁板,保证隧道内路面的稳定性。

以GK1+216处溶洞处治为例,该溶洞覆盖整个掌子面,从拱顶上方向掌子面前方、底板下方发育。1)将溶洞影响范围内(GK1+213~GK1+233)隧道支护结构由S3型复合衬砌提升至S5型复合衬砌,Ⅰ18工字钢及系统锚杆纵向间距调整为50 cm,二次衬砌厚度调整为60 cm,取消仰拱。2)GK1+205~+225段施作C25钢筋混凝土梁板,宽度12 m,厚度1.5 m,上下布设双层φ25钢筋网,间距20 cm,保护层厚度20 cm,连接钢筋采用φ12钢筋,间距40 cm,梅花形布置,预留排水沟。3)溶洞下部区域采用洞渣回填至拱脚后于右侧施作C25钢筋混凝土梁,梁体嵌入两侧基岩各1 m,梁长度7 m(GK1+215~+222),宽度2.8 m,高度1 m,纵向四周主筋采用φ25钢筋,间距20 cm,箍筋采用φ12钢筋,间距20 cm,水平筋采用φ12钢筋,间距15 cm。落空区域施作C25钢筋混凝土护拱,护拱厚度为1.5 m,布设双层φ22钢筋网,网格间距 20 cm×20 cm,连接筋采用φ12 钢筋。护拱外层施做Ⅰ18钢拱架,拱架纵向间距 50 cm。4)预留φ100 排水管,与隧道永久排水系统相接。GK1+216底部溶洞处治示意如图13所示。

图13 GK1+216底部溶洞处治示意图

4.2.4 同一溶洞多位置出现

对于发育规模较大溶洞,溶洞会在隧道不同里程的不同位置出现,对隧道施工及围岩稳定性影响较大,需开展针对性处治。

以GK3+275~+210特大型溶洞处治为例,由于溶洞发育规模大,对隧道影响范围特别大。通过分析溶洞发育特征及其与隧道的空间位置关系,结合溶洞对隧道围岩变形的影响规律,采用分段处治的方法,将溶洞影响段划分3段,即GK3+272~+255段、GK3+255~+235段和GK3+235~+210段,并对不同段溶洞制定不同的处治方案[18]。由于溶洞与隧道交接部位的围岩变形较大,在溶洞处治过程中,对隧道与溶洞交接部位提高支护等级;同时,需提高溶洞顶部和侧壁围岩的稳定性,提高隧道拱脚的承载力和加固隧道底板。隧道施工现场照片如图14所示。

(a)顶部长管棚

通过对揭露的各个溶洞采用相应的处治技术,齐岳山隧道自运营以来未发生突涌水、结构破坏等地质灾害与病害,证明了隧道溶洞处治技术的合理性和可行性。

上述不同规模和不同位置的溶洞处治技术是针对依托工程提出的,可为其他隧道溶洞处治提供参考和借鉴,相关施工参数可根据实际情况进行适当调整,以实现安全、经济和高效的溶洞处治。

5 溶洞处治建议与思考

在岩溶地层修建隧道,遭遇溶洞的几率极大,形成成熟的溶洞处治技术对于提高隧道施工速度和施工质量至关重要。因此,应通过对既有溶洞处治经验、处治效果进行总结分析,形成规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术和针对性处治方案,以提高处治效率和处治效果。

5.1 规范化超前探测

岩溶隧道施工过程中应重视超前地质预报对溶洞探测及处治的作用,开展规范化的超前地质探测。采用地质识别、物探识别和钻探识别相结合的方法[19],提前查明溶洞发育的规模、充填特性、分布位置,评估其可能造成的危害及危害程度,做好应对措施,避免揭露溶洞时发生突水、塌方等重大灾害,同时也为进一步查清溶洞分布特征及溶洞处治提供依据。

5.2 标准化处治流程

标准化处治流程是在现场施工遭遇溶洞后,由现场施工人员依次上报给技术员、技术主管、监理、工程部长、总工、设计代表、业主单位,通过开展现场查勘,召开专题讨论会,实施工程变更,形成相应的处治方案,并按照既定方案开展处治施工,形成标准化的作业流程,提高施工效率。

需注意的是,应根据溶洞的规模及其对隧道围岩稳定性的影响情况,确定不同类型溶洞处治的流程、上报的人员范围及参加会议人员的规模。

5.3 模块化处治技术

所谓模块化处治技术,即将溶洞处治过程划分为不同的处治模块单元,每个模块单元均形成成熟的规范化的处治技术,如清淤技术、泄水降压技术、回填技术、加强支护技术、护拱技术、拱罩防护技术、边墙防护技术、底部溶洞钢筋混凝土盖板处治技术、桥梁跨越技术等。在处治过程中根据需要采用不同的处治模块进行综合处治。

5.4 针对性的处治方案

大型溶洞和特大型溶洞往往复杂多变、形态各异。因此,针对大型和特大型溶洞,应在标准化处治流程的基础上召开专家评审会议,根据其发育形态、与隧道的空间位置关系、充填特性,建立隧道溶洞数值计算模型,研究溶洞对隧道围岩应力和位移的影响规律,制定针对性的处治方案,实现每处大型和特大型溶洞都有专有的处治方案,即“一洞一案”。在溶洞处治方案实施过程中,根据不同要求和步骤采用模块化处治技术。

6 结论与建议

1)齐岳山隧道位于垂直入渗带,岩溶发育以垂向型为主,施工中共揭露26处溶洞,其中中型溶洞占比最大,约占53.8%,大型溶洞次之,约占30.8%,小型溶洞和特大型溶洞最少,占比均为7.7%。揭露溶洞以无充填和部分充填干溶洞为主。

2)隧道开挖后,在溶洞与隧道相互作用影响下,二者的交接部位围岩变形最大,施工中需对该部位进行重点防护,提高其稳定性,防止出现塌方、掉块等事故。

3)结合典型溶洞案例,给出了齐岳山隧道顶部溶洞、侧部溶洞、底部溶洞及多位置同时存在溶洞的处治技术,后期运营结果证明了溶洞处治效果良好。

4)提出了溶洞处治应形成规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术和针对性处治方案,以此提高溶洞处治效率和处治效果。

5)本文主要针对齐岳山隧道部分充填和无充填干溶洞处治进行了分析探讨。数值模拟中对溶洞进行了简化,真实复杂形态下溶洞对隧道围岩稳定性的影响规律还需开展深入研究;此外,应进一步开发针对充水充泥溶洞的系统的处治技术,避免突水突泥灾害的发生。

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