隧道巖溶處理技術

諶 勇

(貴州路橋集團有限公司)

1 隧道施工中遇到的巖溶問題

隧道施工中遇到的巖溶問題巖溶發育受到許多影響因素的制約，導致其發育過程中存在較大的不規則形以及不平衡性。在巖溶隧道的施工過程中，只有控制了巖溶的發育情況，才能夠使得隧道施工能夠順利地進行。然而，由于巖溶發育情況較復雜，因此，巖溶隧道施工面臨的問題也較大:地下水較多的地段的襯砌設計難度相當大;在實際的施工過程中，經常發生的突泥、突水等狀況也在很大程度上影響了隧道工程的進一步開展。因此，就全世界隧道施工而言，巖溶隧道施工都面臨者巨大的壓力。我國巖溶隧道的施工過程中，經常會受到底板塌陷、突泥、突水等問題的影響。在歐洲較長的熔巖隧道的施工過程中，也遇到過類似的現象。近年來，我國的巖溶隧道施工過程中遇到了很多的質量問題，主要包括鐵路隧道、水工隧道以及公路隧道等，造成重大的經濟社會的損失。

2 隧道巖溶處理的方法及原則

2.1 熔巖隧道施工的方法

鉆爆法一般是巖溶隧道施工的主要方法，盾構和TBM法則要慎重選用。對于淺埋隧道，如選用盾構和TBM法，應提前對可能影響隧道掘進的巖溶管道和溶洞等進行處理。對于復雜巖溶區段巖溶隧道施工，應選擇臺階法、CD法、CRD法或雙側墻導坑法。

2.2 熔巖隧道施工的原則

為了保護隧道周邊環境，結構和運營安全，工程負責人員可以參考國外的先進案例進行施工，并不斷的總結過去的施工經驗，盡量避免出現過去出現過的問題。對巖溶進行處理時應該結合工程所在地的實際情況進行，選擇綜合性的治理方法。

3 隧道巖溶處理技術

3.1 注漿處理

(1)地面注漿處理。淺埋隧道，在地面上有著施工隧道，并且巖溶為充填型溶洞和巖溶管道的一般采用地面注漿處理。拱頂覆土厚度一般小于50 m。在進行地面注漿時，采用袖閥管注漿或鋼管注漿。加固范圍是隧道開挖輪廓線外為(0.5～1.0)，如隧道基底巖溶發育較深，則要根據情況應適當加大加固范圍。

(2)隧道超前預注漿方法。隧道超前預注漿方法一般適用于深埋隧道，巖溶為充填型溶洞和巖溶管道。水壓力一般大于0.5 MPa。其注漿方法一般采用前進式或全孔一次性注漿。如隧道基底巖溶發育較深，適當加大。隧道超前預注漿的注漿材料一般采用雙液漿和單液漿。

(3)隧道徑向注漿技術。當大面積滲漏水、局部滴漏水或小股狀巖溶水，水壓力不大于0.5 MPa，可考慮采用徑向注漿方法進行封堵。注漿方法一般為全孔一次性注漿或者是分段后退式注漿，隧道徑向注漿的加固范圍一般為隧道開挖輪廓線外3～5 m，鉆孔一般為梅花型布置，進行注漿的材料應以強度和耐久性較好的單液水泥漿為主。注漿壓力一般為2～3 MPa。

(4)局部注漿方法。水壓力一般情況下小于0.2 MPa的情況下，一般采用局部注漿方法。具體的方法為直接封堵法或間接封堵法，局部注漿的材料大多是單液水泥漿為主，注漿壓力一般為1～2 MPa。在進行堵水的時候，要確保做到:堵渾排清、堵大排小、堵高排低、頂堵墻排。

(5)基底注漿加固。隧道的穩定性與基底的加固有著直接的關系，如果地基的承載能力不高，運行中造成地基的沉降，因此，要做好基底的加固工作，最常用也是最有效的就是注漿加固法，在注漿施工中，要嚴格的控制材料的質量，才能保證注漿的質量，保證基底的穩定性。隧道基底的填充物的厚度應該進行嚴格的控制，保證一定的厚度，才能提高隧道的承載能力，減少沉降的出現，保證通車安全和隧道的使用壽命，境地維修和養護費用。

3.2 換填方法

換填法施工工作對地基處理的效果非常顯著，首先應當在隧道的兩側設置排水系統，保證隧道的正常排水。隧道的底部應當換填砂石料、漿砌片石、干砌片石、水泥砂漿等粗集料，提高隧道的承載力，降低隧道的沉降，在實際的施工中，要根據隧道建設的基本要求，保證其通車能力。

3.3 疏導方法

疏導方法的選擇可以根據工程的實際情況來決定，一般情況下選擇的連通方案是容管水的方式進行，這樣可以保證地下水的正常流動。在疏導過程中應該首先了解清楚工程所在地的地質情況，查明溶管的發育情況，如果發育情況良好可以采取增加輔助通道將溶管連通的方法對地下水的流向進行調節。

3.4 跨越方法

(1)涵、管跨越。暗涵、管的跨越也是隧道巖溶跨越處理技術的要點，當隧道底部存在溶洞空腔或者暗河，且這些空腔、暗河體積不大、流量較小時，可以使用這類方法。

(2)橋梁跨越。如果隧道底部存在大體積的溶洞空腔或寬度較大的暗河，并且其流量都比較大，那么涵、管跨越就不適用，此時可以使用橋梁跨越的方法。橋梁跨越方法具體應用時，必須要注意橋墩施做前，必須對河底地質狀況進行研究，掌握地質類型及特點，以此來為承臺等的施工提供依據，保障橋墩施工質量，提高橋墩承載性能。

3.5 放水減壓方法

采用平行導坑、排水洞、橫洞、迂回導坑排水等方法進行放水減壓的時候，巖溶水必須要符合以下三個方面的要求。首先，巖溶水流出地均是由質地較為堅硬且結構較完整的巖層，且不含有大量的泥沙;其次，水量、水壓均不大;第三，排放時，不會給隧道工程以及周邊各要素帶來較大程度的不良影響。

3.6 直接排放法

在隧道巖溶處理中，探水孔有清水，且水壓力不大于0.1 MPa時，還會運用到直接排水的方法。但是這種方法應用前，必須做好相關的調研工作，確保直接排放對工程自身以及周邊建筑物等都不會造成負面的影響。

3.7 溶洞直接揭開法

當水量、水壓、規模不大的小規模溶洞或巖溶管道，且揭開后對環境不會造成破壞的時候，一般采用溶洞直接揭開法。運用此種方法之前，一定要做好應急預案的安全防范，最大可能的一次爆破成功。

［1］ 方樂.試析復雜地質條件下鐵路隧道施工技術［J］.黑龍江科技信息，2009，(20).

［2］ 呂建兵，傅鶴林.復雜填充性巖溶軟基加固的設計與施工［J］.采礦技術，2011，(2).

［3］ 楊峰，朱自強，魯光銀.常(德)-張(家界)高速公路某中橋疑似巖溶區工程地質問題的解決［J］.地質災害與環境保護，2008，(4).