维普资讯 http://www.cqvip.com 总第１２６期 ２００６年第１Ｏ期 西部探矿工程 ＷＥＳＴ—ＣＨｌＮＡ ＥＸＰＬ０ＲＡＴｌ０Ｎ ＥＮＧｌＮＥＥＲｌＮＧ ｓｅｒｉｅｓ ＮＯ．１２６ Ｏｃｔ．２００６ 文章编号：１０Ｏ４～５７１６（２００６）１０～０１８４—０２ 中图分类号：Ｕ４５９文献标识码：Ｂ 岩溶隧道病害处置方法探讨 冉 平 ，刘 辉。 （１．宁波交通工程建设集团有限公司，浙江宁波３１５０００；２．长沙理工大学，湖南长沙４１００７６） 摘要：对隧道通过岩溶地段时的地质预报工作进行了探讨，并对处理岩溶病害的措施进行了分析。 关键词：隧道；岩溶病害；地质预报 隧道通过岩溶地段应本着“稳妥可靠、保证工期、经济合理、 不留后患”的目标，坚持“以堵为主、限量排放、排堵结合、综合治 理”的原则治理岩溶水，坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤 量测”的原则通过岩溶地区。 岩溶地段首先应采用地貌、地质调查与地质推理相结合的 方法进行定性预测，再结合地表钻孔探测、超前导坑预报、洞内超 （２）喷距９４１２ｍ，流量大于４００ｍ。／ｈ为中型突水。 （３）喷距大于１２ｍ，为大型突水。 ２确定通过突水、突泥地段的施工原则 在施工中遇到了突水、突泥１Ｏ多次，根据实践，在施工中制 定了突水、突泥地段施工方案制定原则：即：“以堵为主、限量排 放、排堵结合、综合治理的方法”，具体方法是：采用超前导管、管 棚、正面深孔压浆，堵塞渗水通道，结合管道排水。将绝大部分地 下水尽可能封堵在围岩外，少量水由隧道排放，避免洞内出现大 量水而影响施工。对于间隙性涌水采用泄水孔进行排水。配足 抽水设备，以备施工段发生突水时急用。 对于其中几处岩溶管道涌水，一般在出水口附近钻一些分 前钻孔预探、隧道岩溶预探等方法，进一步查明溶洞的分布范围、 类型、规模、发育程度、填充物、相对隧道位置及地下水等情况，为 正确制定通过岩溶地段的施工方案提供资料。施工中应坚持将 超前地质预报纳入施工动态管理工作中，根据地质预报资料制 定施工方法，在施工中根据开挖后的实际情况不断调整施工方 法和各类参数，并与地质预报资料相对比，不断提高地质预报的 准确性。 流孔，以减少流量和水压，分流孑Ｌ的个数视具体情况而定，分流孔 深度要与溶隙交汇。在出水口及分流孔安设孔口管，并对孔口管 与孔壁之间用堵水材料有效封堵，最后进行注浆止水。 隧道掘进中遇到几次涌水的范围较大，及时采用了超前深 孔、长管棚、超前小导管等方法预注浆封堵。 ２．１突水处理 某公路隧道长１８００ｍ，隧道穿越的主要地质构造为一褶皱及 其伴生或次生断裂构造。区域内背向斜核部成山，两翼成谷，地 质条件异常复杂，集中了岩溶高压水、溶洞、突水、突泥等岩溶病 害。为了应对复杂多变的地质情况，采用了多种方法进行地质预 报，并对岩溶病害进行了有针对性的处理。 １地质预报工作 施工中遇到岩溶裂隙出水，采用了“围截注浆法”止水，先在 出水点周围适当的范围内布孔注浆，以形成封闭式止水帷幕，浆 液填充与大裂隙连通的小裂隙，这样由远至近，由外到里，层层缩 小包围圈，在注浆深度范围内使岩溶裂隙水成为管道型涌水，最 后在集中出水口逆流注浆，这样浆液扩散更有方向性，沿大裂隙 逆流而上到达更深远的部位，把水堵到更深层。对于其中几处岩 针对该项目的地质条件的复杂性，采用了仪器预报、水文地 质相似比拟法和超前水平钻孔探水分析法进行地质预报，各种 方法相互印证，取得了较好的效果。 １．１仪器预报 本项目利用地震波反射法（ＴＳＰ２０２、ＴＳＰ２０３）、水平声波剖 面法（１ＩｓＰ）、红外探水、地质雷达等方法，对施工掌子面前方１Ｏ ４溶管道涌水，一般在出水口附近钻一些分流孔，以减少流量和水 压，分流孔的个数视具体情况而定，分流孔深度要与溶隙交汇。 在出水口及分流孔安设孔口管，并对孔口管与孑Ｌ壁之间用堵水 材料有效封堵，最后进行注浆止水。 隧道掘进中遇到几次涌水的范围较大，及时采用了超前深 孔、长管棚、超前小导管等方法预注浆封堵。 ２．２突泥处理 ４０ｍ范围内的山体进行探测，结合各种探测资料分析前方围 岩情况、是否有潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水突泥压力 等情况。 １．２水文地质相似比拟法 通过导坑开挖时的实测涌水量来推算正洞涌水量，和用正 洞己开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量，取得了 较好的效果。 １．３超前水平钻孔探水分析法 在Ｋｌ２＋２７８处出现一处突泥地段，在施工中根据围岩实际情 况采用了高压劈裂注浆固结围岩，使围岩形成强度较高的结石体。 ２．３溶洞处理 施工中利用钻孔台车钻孔，探水孔直径一般为５０４１２０ｃｍ， 钻孔外插角为１０。，每次钻进１０４２０ｍ，保留５ｍ止浆盘岩，开始 下一次探水。分析方法：暂时封闭水量较小的探孔，留一个喷距 最大出水孔，量测出其中水的喷出距离。水体确定的方式为： （１）喷距小于５ｍ，流量小于１００４４００ｍ３／ｈ为小型突水。 隧道施工中，共遇到１Ｏ多个大小不等的溶洞，溶洞根据几何 形状可分为大厅式、管道式、蜂窝式三种，通过溶洞地段的手段采 取了封堵、填充、支撑加固、跨越等。具体的施工方法是根据溶洞 的分布范围、类型、规模、发育程度、填充物、相对隧道位置、地下 水等情况来确定的。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６定 第１０期 冉平，刘辉：岩溶隧道病害处置方法探讨 １８５ ２．３．１小型溶洞处理 ２．３．２大型充填式溶洞处理 在施工中所遇到跨度小于３ｍ的小型溶洞，采用填充法处 对裂隙发育的岩溶地段、大型充填式溶洞，施工时除采用预 理，区分不同情况分别采取浆砌封闭、回填压实，隧底回填、拱顶 注浆堵水加固外，还按常规锚喷构筑法，即采用“管棚、小导管、超 防护，换填片石、加强衬砌，隧道底板梁处理以及条形基础等措施 前锚杆、钢架支撑、挂网钢筋网、喷射混凝土强支护”方法通过。 进行处理。有两处溶洞地下水涌量较小，隧道底采用了Ｃ１５片 隧道通过大型填充溶洞时，采用在隧道开挖轮廓线以外打入超 石砼回填，边墙部位１～１．５ｍ范围内用浆砌片石回填，其余用弃 前长管棚，再压注双液浆的方式通过。采用小导管、锚杆超前注 碴，空隙吹砂填满，压注水泥浆胶结。隧底有５处出现了突水溶 浆施工，锚杆一般采用中空注浆锚杆。该方法既单独应用于围岩 槽，采用了钢筋混凝土封填，铺设钢筋混凝土仰拱，预埋出水管， 破碎地段，也用作一种辅助手段应用于长管棚施工完成后仍需 注浆封堵。Ｋ１２＋１７３～２４２ｍ处，隧道穿过垂直裂隙发育、无填 加固的围岩段。该方法同时起到注浆加固、超前支护作用。 充、干燥的溶洞，隧底用块石、碎石回填密实，距隧底１～１．５ｍ范 ２．４监控量测 围内，用７．５ 浆砌片石回填。部分溶洞顶距拱顶高度小于５ｍ， 本项目共布设了１Ｏ条测线来测量钢架受力、喷射砼受力、锚 在拱部填塞干砌片石，压浆挤满片石空隙。部分溶洞顶距拱顶高 杆体的应力情况以及拱顶下沉和洞周收敛等监测项目。各测点 度超过５ｍ，则在拱顶砌筑１ｎ 厚７．５ 浆砌片石护拱，护拱上回 设置在同一断面上，以便相互进行补充和验证，通过监测，取得了 填２～５ｍ厚干砌片石缓冲层，起缓冲作用，防止溶洞石块掉落砸 良好的效果。 坏衬砌。对于溶洞深度小于５ｍ，填充物较少，可以清理出坚硬基 ３结论 础时，采用支撑墙。清除填充物，用浆砌片石墙支撑加固溶洞顶 （１）２ｎ强岩溶隧道地质预报工作，进行动态设计及时指导施工； 板，底部水流通路处设置涵洞，排泄岩溶水。当所遇到的溶洞深 （２）区分不同的病害情况，分别采取不同的处理措施； 度在５～１０ｍ之间时，由于溶洞填充物较多，无法清理出坚硬基 （３）及时进行监控量测，直接为设计和施工决策服务，为工 础，且岩溶水流量大，因此采用支承柱减小顶板悬空跨度，回填空 程提供安全信息。 隙并压浆加固溶洞底。柱间距２～３ｍ，根据顶板厚度、节理、溶缝 发育情况，并考虑稳定性来确定。溶洞深度大于１０ｍ，支撑柱、墙 参考文献： 稳定性无法达到要求。溶洞中设置挖孔桩，边墙底设置托梁，隧 ［１］中华人民共和国交通部．交通建设行业管理人员安全培训教材 底设置地基梁。桩底嵌入稳定基岩内，桩顶钢筋伸入砼底板梁 ＥＭ］．北京：交通出版社，２００５． 内。与底板联成一体共同形成钢筋混凝土板梁。 ［２］李晓红．隧道新奥法及其量测技术ＥＭ］．北京：科技出版社，２００２． （上接第１８３页） ①清除个别危石：塌方成拱稳定后，新形成的临空面在与空 气、地下水的共同作用下，会迅速风化变软，层间粘结力迅速减 弱，产生危石、悬石、不断掉块等现象，危害施工安全，必须认真观 察并清除； ②对已清除危石后的临空面喷射５～１５ｃｍ厚Ｃ２ｓ砼进行封 闭，以减少空气对围岩的氧化作用； ③出渣，出渣范围视围岩稳定性、坍塌体安全性以及依据衬 砌长度确定； ④拱脚处设置 ２２ｍｍ锁脚锚杆，长３．５０ｍ，间距１．００ｍ，以 确保下部开挖时侧壁的稳定； 图３隧道坍塌处理断面图 ⑤衬砌厚增加至８０ｃｍ，且于二次衬砌砼中增设５０ｋｇ／ｍ钢 轨作拱架予以补强，问距１．００ｍ，拱架纵向联结用１８ｋｇ／ｍ钢轨 范围内与二次衬砌同时浇注砼回填，待二衬砼达到强度后及时施 焊接牢固，环向间距１．００ｍ，防排水结构与原设计相同，与已施工 工护拱砼及洞穴回填施工。塌方段处理后，再继续掘进时，以格 段粘接密实； 栅超前锚杆作为延长加强支护５．０ｍ，格栅间距为０．５～ ⑥衬砌外轮廓施作 。砼护拱，护拱厚８０ｃｍ，施作护拱前于 ０．８ｍ／榀，穿过塌方段４～５ｍ后，再衬砌３ｍ拱圈。至此塌方完 防水板顶面铺设一层塑料膜，以保护防水板防水作用及土工布渗 全处理完毕，整个处理过程再无发生坍塌现象，且无任何安全事 导水作用不至破坏； 故发生。 ⑦护拱以上塌空区采用袋装弃渣回填至满，拱顶较高段回填 最小厚度不小于２．０ｍ（详见图３）。 参考文献： （５）实施及效果：对坍塌洞穴临空面进行喷射砼后，塌穴掉块 ［１］陈豪雄，殷杰．隧道工程［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００３． 现象停止了，第一次施作衬砌砼长为１．５０ｍ，经观测塌穴基本无 ［２］关宝树．隧道工程施工要点集［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３． 变形，所以往后的衬砌长度加大至４．５０ｍ，另外，隧道右侧部分初 Ｅ３］朱汉华，尚岳全，等．公路隧道设汁与施工新法［Ｍ］．北京：人民交通 期支护尚未破坏，二次衬砌厚度仍按原设计５０ｃｍ执行，其余地 出版社，２００２． 方按８０ｃｍ实施，部分拱脚塌方破坏后扩大，在起拱线以上１．０ｍ ［４］将爵光．隧道工程地质［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９１．
