隧道工程中岩溶灾害及塌方处理
【摘要】地表水与地下水通过化学作用，或是人为的机械破坏就容易形成溶蚀的溶洞。岩溶的主要影响表现在结构及悬空，进而降低了隧道的使用安全度、可靠度。季节性的岩溶涌水现象，也会给隧道施工带来不稳定因素。笔者就岩溶灾害以及塌方处理做出初步分析，让更多同行了解防止岩溶塌方的重要性、必要性。 【关键词】隧道工程；岩溶灾害；塌方处理
随着我国基础建筑设施的建设的飞速发展，在隧道项目施工中经常会遇到岩溶地质。因其本身的复杂性，给隧道的施工设计带来了较大的不便；如果对岩溶治理不当，将会给以后隧道运营、管理留下安全隐患。所以，对岩溶隧道的合理处理就显得尤其重要。 一、岩溶灾害的概述与危害 (一)岩溶灾害的概述
地表水与地下水通过化学作用，长期的溶蚀可溶性岩石而形成各种各样的总称，即为岩溶。岩溶主要是溶蚀为主，其中也包括流水冲蚀、坍塌等机械认为过程。一般来讲，水的荣实行与流动性是岩石的可溶性与裂隙性的基本发育条件。另外，岩溶的发育与地质结构、地壳的运动等都有关联。由于其发育的原因较多，而且发育之后的形态多种多样，配上发育的不均衡、不规则，在对其进行爆破和隧道开挖时，很容易扰动围岩，进而改变地下水的流动，也将会打破岩溶原始的平衡体系。如果岩溶灾害处理的不够恰当，会对
以后的施工、运营、管理留下安全隐患，导致隧道不能够正常使用。 (二)岩溶隧道危害
1、溶洞里面没有填充物，使得隧道建筑全部或者部分位置处于悬空，削弱了隧道的承载能力，从而降低了隧道的使用可靠度与安全度；2、隧道顶部和底部的地下水流失，容易造成隧道塌陷的可能；3、在岩溶水中，如果二氧化碳等可溶物质含量超标，水的流动也会给对到结构造成一定的侵蚀作用，从而影响隧道的使用寿命；4、因溶洞堆积物松软，容易造成周边应力发生变化，导致隧道的稳定性受到影响。
二、隧道溶洞塌方的主要原因 (一)不良地质条件
隧道在施工开挖时，容易遇到断层或者是覆盖较为薄弱的地层，如含有较多水源的土层。如果隧道开挖遇到风化较为严重的岩层，或者溶洞、软硬岩层存在较大差异的分界处，都会引起隧道塌方等一系列不良现象的发生。 (二)施工的方法、措施不正确
施工前或者在施工期间，没有全面的掌握该地段的地质条件，也容易导致不正确的施工方式的使用。由于前期的地质勘测不够详细、准确，其后施工的人员经验不够丰富、施工不认真都容易引起塌方。施工的管理安排不当、工序安排不够合理，在施工期间某些工序间隔时间过长，支护、衬砌等不及时，使得围岩暴露时间太长
而产生风化，进而导致塌方。在对岩层进行爆破开挖时，炸药的药量如果过大，强烈的震动也容易引起隧道开挖处塌方。在隧道施工中，使用钢质结构进行支撑时，若使用的支撑架质量不过关或是支护松动时，没有及时加固，结构破坏也易造成塌方。如果隧道塌方断跨度、断面过大，就会影响旁边围岩从而产生扰动，其稳定性也随之降低。而在雨水较多的季节，雨水的渗透降低了土层的粘聚力甚至粘聚力消失，大多数的土体自重施加于初期支护上，当初期隧道支护强度不够，或地表土体的垮塌的冲击使得最初期设计的隧道支护出现相对不够，也容易造成坍塌。 (三)施工经验不足、熟悉不足
由于施工技术人员的经验不足，或是对该地段的岩层不够熟悉，致使人员对突发性的坍塌没有预见性，也是造成塌方事故的间接原因。出现塌方的征兆：
1、勘测出的岩层信息反映出的岩层变形速度和数量超多了隧道开挖的允许值；2、是喷射混凝土时，有裂纹或是龟裂现象出现；3、开挖的部分不断有土块、小石块掉落或者是支撑结构间隙多大，出现漏砂、漏石屑等；4、岩层的裂缝出现变大、张开等现象；5、支撑梁、支撑柱出现变形或断折、楔子被压扁、填塞木出现弯曲、木支撑出现破响声；6、隧道中，坑道出现渗水或是滴水突然加剧、变浑。
三、隧道岩溶地段施工注意事项
1、隧道施工之前，详细勘察该地段的岩层详细情况，尤其是岩溶状态，事先估计将会遇到的溶洞的部位。
2、了解地表水的出、入的地点，做好施工前的处理工作，防止地表水出现下渗的情况。
3、在施工到达溶洞附近时，需将各个工序衔接起来，制定出溶洞旁的施工处理方案以及做好安全措施的手段。
4、当隧道施工到达溶洞地段时，应准备足量的隧道排水设备，防止地下水过多对施工造成不必要的影响。
5、施工期间，如果遇到溶洞顶较高的时候，应设置防护架或者防护网。
6、在岩溶地段实施爆破施工时，一定要注意控制炸药药量。做到多打眼、打浅眼，不要因为赶工期，一次性爆炸过多。 7、在施工人员制定出具体溶洞方案时，不能随意往溶洞中倾填废弃残渣。
8、在处理结构较为复杂的溶洞时，要勘察溶洞的实际情况，制定出安全、有效的施工方案，确保正常施工。 四、隧道溶洞塌方处理 (一)引排水
在隧道施工中，如遇到暗河和溶洞有水流，应选取引排水的方式，不宜填堵。探测水源的流动方向，对隧道后续施工是否存在影响。通过涵洞、暗管等设别将溶洞内的水引出洞外。如果溶洞水流
处于隧道顶部，或者高于顶部的文职时，应当在适当距离的位置，凿除引水槽，将溶洞的水位降低至隧道底部标高之下，然后进行引排。 (二)堵填
对于已经停止发育、跨度较小、无水的溶洞时，可针对与隧道相交的位置和填充的实际情况，采用混凝土、浆砌，干砌片石进行回填，也可以适当加深边墙的基础，将隧道底部进行加固。如果在隧道顶部出现空溶洞，可对其采用锚杆或者锚喷网进行加固，必要时还可以采用注浆加固，然后加设护拱以及拱顶回填进行填堵处理。 (三)跨越
如遇到跨度较大、规模较深的不宜填堵的溶洞时，或因为填充物较为松软、底部存在暗河，不能承载隧道基础，亦或是需要较大的工程量、不够经济的时间，就可以采用跨越处理的方式。跨越方式一般是采用梁、拱来跨越溶洞。遇到溶洞较大、该地段情况相对复杂时，隧道衬砌可采用边墙梁、拉杆拱、底板梁或整体式“管梁”结构跨越，但是跨越的基础必须是建立在稳固的基岩之上。 如果溶洞处于隧道的底部，由于溶洞与隧道之间的岩层较为薄弱，不能承受隧道带来的荷载力，应在溶洞的顶部进行修筑支柱加固溶洞顶部，然后将溶洞空隙回填，然后通过压浆方式加固溶洞基础底部。
(四)绕行
在岩溶区进行施工时，由于个别溶洞的处理相对复杂与困难，应选取绕行，对溶洞前方的隧道进行施工。在前方施工的同时，处理好绕行的溶洞，不仅可以节约时间，还能加快施工的整体进度。当遇到地质十分复杂或者特大号溶洞时，可以选择改变隧道建设的线路，这也是对隧道施工安全、经济等方面的综合考虑的结果。 综上所述：隧道出现塌方会对隧道施工造成较大的安全、生产危害。在隧道施工期间，因制定出有效的措施来防止隧道坍塌事故的发生。防止隧道塌方，需要在施工前的地质勘测上下好功夫，提前制定出在路线上可能遇到岩溶地段、岩层薄弱等应对措施。将塌方防范于未然，才是隧道施工的重要环节。
