浅谈隧道溶洞的施工处治措施—王兴彬_40271.doc

浅谈隧道溶洞的施工处治措施 隧一处九公司 王兴彬 摘要：本文简要介绍溶洞处理的几种方法以工程实例介绍富水溶洞处理。可供类似洞溶处理时参考。 1.溶洞的成因 溶洞的形成是一个比较复杂的过程，它主要是石灰岩地层，在卡斯特水经过常年冰劈作用和酸碱反映作用而产生的沟槽、裂隙和穴洞，由于长期的地质作用和地下水的变迁，有些溶洞已干涸，但多数会因大气降水，经地表渗流，在降水期成为有水溶洞。但大多数溶洞为富水溶洞。 2.溶洞的地质特征 溶洞多在石灰岩地区，地下水极为丰富，裂隙节理十分发育。地下水管道比较畅通。溶洞内大多数填塞泥、岩体溶蚀物，砾石等较松散的物质。岩溶地区的溶洞一般不是单个，而是多处，甚至呈串珠状，相互贯通。富水溶洞存在地下径流水、裂隙水，甚至与地表、暗河连通形成稳定或受大气降水而形成不稳定的地下水，岩溶地下水大多夹有泥砂，溶洞处的围岩，一般都较差，容易产生坍塌或开裂、剥落、同时随时间推移，会进一步溶蚀。 3.溶洞对隧道施工的影响 当溶洞存在于隧道底部时，充填物松散且较厚，基底处理特别困难。当溶洞位于隧道边墙时，含水充填物不断涌入隧道，施工困难。当溶洞位于隧道拱部时，岩质破碎，容易坍塌。溶洞涌水都夹有大量泥砂、砾石，施工极为困难。长期涌水，可能引起地表开裂、下沉，山体压力剧增，不仅施工困难，同时，对运营和环境都产生不良影响。可以肯定，凡是在地下的某一部位发现有溶洞，那么，地表至溶洞的这一段高度范围内，地下水的流动是有通道的，因此，在地下工程施工中，凡是有地下结构范围内的溶洞，都要做必要的处理。 4.隧道遇到溶洞的处理措施 4.1.分析溶洞的特征 4.1.1.区域地质调查分析 当隧道处于岩溶地区时，应对区域地质情况进行调查分析，主要针对地表溶洞出露情况，地表水（河流、溪流、湖泊、塘区）的分布，表面沟谷的分布，进行调查分析，确定其规模及与隧道位置关系。 4.1.2.地质资料分析 根据设计文件隧址地质勘察、报告进行分析，初步研究隧道内溶洞及所处的位置、规模、水流、水流的补充来源、充填物的情况和围岩的稳定性。 4.1.3.隧道掘进距溶洞30m左右时，采用地质雷达对溶洞进行预测，确定其位置，规模大小；初步判断充填物和围岩的稳定性。 隧道掘进距溶洞10m左右时，采用钻孔方法，对溶洞进行详细的预测。查明溶洞的准确位置、充填物的类型、岩石的性质，涌水情况。推测其涌水量，涌水中泥砂含量，涌水补给来源和围岩稳定性。 4.2施工处治 对溶洞的处治，主要根据其位置、规模、涌水、围岩稳定性的特点，采取引、堵、越、绕等措施综合处置。 4.2.1.引排溶洞水 ①.当溶洞与暗河或地表河流或地表沟谷贯通时，应采取排放措施。根据其流量大小、含砂量，确定采用暗管、涵洞、小桥等结构排放溶洞水。涌水特别大，且在隧道纵深处时，采取支洞或平行泄水洞排放。 4.2.2.对已停止发育，规模较小，无水的干溶洞，采用浆砌片石或素砼填堵，对衬砌结构加强（如采用厚0.6m以上的钢筋砼）。若拱部以上时，对溶洞进行锚喷支护，再按设计施作衬砌，拱背增设圬工护拱。但，为防止运营时可能再度出水，必须在衬砌结构中设孔径较大（φ150mm以上）泄水管（孔），且间距加密（一般1.0×1.0m）:1），个别溶洞与暗河、地表水连通，溶洞填充物较多，一般为泥、砂、砾石。开挖揭露溶洞突泥一次达5000立方米，且长年无清水， 地表大降水后溶洞突水、突泥加剧，施工处治特别困难。 根据华蓥山隧道溶洞特点，主要采取下列措施。 ⑴.小规模溶洞、裂隙，涌水不大，采取封堵方法。主要是在溶洞内砌筑片石，然后压注水泥——水玻璃浆液，压力控制在0.8~1.0Mpa即考虑封堵范围在5~10m左右，集中涌水处设排水孔。如图1 ⑵．大规模溶洞、涌水量大，充填物多，采取引排方法和加强支护相结合。主要是先将溶洞填充物清除，设环向排水槽，边墙侧壁设沉砂池，然后将水引到隧道中央排水沟引排到洞外。涌水量特别大，为2~5万立方/昼夜的溶洞，衬砌设环向排水槽和涵洞引排到泄水洞。（因隧道排水系统不能满足排水时，在隧道旁修建一座平行泄水洞排水）。如图2 ⑶.隧道采用地质雷达探测，接近溶洞时钻孔探测，并超前钻孔放水减压，防止掘进时突然涌突造成人身伤害和机械损毁。 经过以上处理措施，华蓥山隧道的溶洞处治效果均较好，保证了工程质量，施工安全，运营这一年多来未发现溶洞病害。 特别强调的是：水位高，水量大，围岩差的溶洞，必须排水畅通，衬砌结构加强（取大于60cm厚的钢筋砼），否则，会出现病害，甚至泥水压力过大，破坏衬砌结构。 5.2.尖山子隧道溶洞处理 渝合路尖山子隧道为双洞双车道高速公路隧道，在YK19+838遇到一溶洞涌水量12000立方米/昼夜，填充物为粘土和砂砾石，洞深2~3m,横跨隧道，根据其特点，为防止地表下沉：采