隧道溶洞處理技術與實施要點研究

張 偉

保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000

在處理隧道溶洞時，相關施工單位需要充分了解地形地貌特點，從而有效構建模型，更加立體和綜合地分析隧道溶洞施工的要點和施工流程，以便在后續工作中對溶巖揭露過程進行有效的處置以及優化，保證隧道溶洞處理施工效果，避免對后續施工造成不利影響。

1 工程概況

德州至上饒高速公路是北京至臺北高速公路的并行線，全長6.1km。在實際施工中，路基長度為2.096km，涵洞和通道長506.72m，其中有橋梁6座、隧道2個、互通1個，在隧道中采取小凈距隧道方案，埋深約為253m。在進出洞口中有村村通道路，交通較為便捷。

2 前期準備工作

在隧道溶洞處理技術實施過程中，要做好充分的準備工作，加強對該地區地質條件的有效了解和認識，做好資料的搜集整合工作，為后續施工奠定堅實的基礎。在實際地質分析工作中，需要加強對先進設備和技術的合理利用，根據地質巖性和水文地質，更加科學有序地開展日常的工作，從而保證整個施工過程更加科學、有序[1]。

2.1 地質巖性和水文地質

對該地區的地質條件進行分析可知，坡角分布第四系覆蓋，主要為殘坡積碎石土和砂巖。該地區的出洞口山角發育一條山間河流，水位和流量隨著季節的變化而變化，夏季雨量充沛，冬季降水較少，相對流量也較小。地下水水量呈季節性變化，接受大氣降水補給和層次間的徑流補給，沿著界面進行匯集和運動。含水層會受到強風化層的影響，使地下水富水性比較貧弱，導致這一地區的地下水流量較小，在后續施工時會因土質太過堅硬而增加施工難度。

2.2 地形地貌

該地區的地形地貌特征為南高和北低，以低山丘陵為主，中間高、兩邊低；地形標高大多在80～300m，相對高差達到220m。山體較為陡峭，地表植被為地矮，灌木地表大多數為裸露基巖，巖體破碎，覆蓋層較為薄弱。地表巖層走向較為復雜，洞口溶洞發育，巖體自穩性較差。

根據以上數據進行三維立體模型的構建，并且根據不同地區進行層次性劃分，同時利用多功能超前鉆機進行有效的監測，從而掌握這一地區的地質情況和不良地質體的位置等。根據隧道結構進行地質信息的描繪，確定不同隧道圍巖的級別，從而為后續隧道開挖和支護做好充分的準備工作，降低整體施工的風險。

3 喀斯特揭露過程中的處置措施

在爆破完畢后，用挖掘機進行清理工作，發現在外側拱腰距仰拱面約3m處有一個溶洞出漏，直徑約為0.5m，并且伴隨著黃色軟泥的出現，地下水呈鼓狀夾帶軟泥涌出，水力相對較小，沒有呈現出塌落的現象[2]。在實際施工時延伸到溶洞中，對隧道底板進行了有效的支護，通過打開掌子面左側探明了前方圍巖的狀況。因此，在進行隧道挖掘施工時，要采取檢測性的輔助手段，根據實際檢測情況，了解溶洞的發育情況、邊界大小和發展趨勢。因為左線溶洞內的填充物是在右線溶洞中直接排放的，所以在實際施工時經常會存在用水問題。

針對這一情況，運用鋼拱架來解決問題，并且將鋼拱架的間距調整為0.5m左右，使具更加貼合于這一地質條件。在后續的施工過程中，利用注漿小導管進行環閉項的注漿加固，注漿液體采用水泥砂漿，并且在后續施工中運用噴射混凝土、鋼筋網等對整個掌子面進行封閉性的加固處理，再利用測距儀開展必要的測量，了解溶洞的大概規模，并做好數據的記錄工作，以此為后續工程量計算奠定堅實的基礎[3]。處理完畢后，需要根據溶洞的實際情況確定是否需要支撐構件。在左側溶洞中利用混凝土進行2.5m厚的第1層澆筑，設置約3m的高檔墻，第2層澆筑厚度為2m，在擋墻的上方設置一些防護欄，從而為后續施工奠定堅實的基礎。待主體結構有一定的承載能力后，再澆筑約2m的混凝土，并且融入3cm厚的細砂作為緩沖層，并預留鋼拱架的位置。

4 溶洞處理施工過程

4.1 清除和測量

清除掌子面和溶洞內的填充物，從而防止對后期施工造成一定的影響。在左側放置完平臺后進行現場的測量和監理，通過測距儀進行全方位的測量。研究表明，縱向的長度約為17m，向左洞延伸的距離約為24m，因此此次施工的復雜程度相對較高。

4.2 安全監測

在實際施工過程中，加強了對安全監測工作的重視程度，主要是為了了解鋼支撐應變的大小，判斷周邊圍巖和支護結構的穩定性，并且全面掌握有關鋼支撐的實際工作狀態，保證隧道的施工安全。在實際工作中加強了對混凝土變形特點以及混凝土應變狀態的監測，以有效了解判斷支護結構的可靠性及安全程度，為后期工作提供重要的支撐。此外，在檢測時還了解了初期支護和接觸壓力之間的分布狀態，判斷支護結構的穩定性，為后續的施工奠定基礎。例如，在鋼支撐應變量測時，采取振弦式表面應變計，在鋼支撐安裝前，在鋼支撐內部安裝鋼筋計，完成后續的測量工作，再根據最終測量的結果評價鋼支撐的應變狀態。在進行混凝土應變量測時，在隧道典型斷面和二次滲氣混凝土內部埋設振弦式應變計，從而得到精準性較強的混凝土應變值。

4.3 評價總結

在完成施工后，應針對整個施工流程，做好數據的記錄和分析工作，總結施工的問題和經驗，從而為后續相關工作奠定堅實的基礎。例如，在實際施工時，斷面鋼支撐應變放入右邊墻面，整體變化趨勢非常穩定，說明在隧道中所實施的各種加固措施非常有效，使整體結構處于安全狀態。同時，在檢測階段發現混凝土應變變化幅度較小，整體變化趨勢非常穩定，說明整體隧道結構非常安全。各個斷面支護和二次襯砌間壓力非常穩定，變化幅度較小，說明隧道整體結構穩定。此外，在項目施工過程中應貫徹落實責任制度，相關人員應保持密切的溝通和交流，并做好工程量的計算，從而提升施工現場管理的效果及水平。

5 隧道溶洞施工的注意要點

隧道溶洞的周邊環境具有復雜性的特征，因此需要加強對主要施工要點的了解以及認識，還要明確在施工時的注意要點，做好信息總結和分類工作，為隧道溶洞工程施工奠定堅實的基礎。溶洞是溶蝕地區山嶺隧道施工中比較常見的地質現象，其分布具有不規律性，在形狀和大小方面存在較大的差異。在實際工作中，前期準備工作往往不能全面揭示沿線溶洞的分布情況，導致在后續施工時存在的危害性因素較多，給實際施工帶來重大損失。因此，需要加強對施工經驗的總結和分析，明確溶洞災害的主要表現形式。在溶洞地區施工時，需要做好超前性的地質預報工作，以及后期的防護措施，在雨季進行施工時，要防止出現涌水和涌泥的問題，在施工現場融入一些防排工程。

（1）在施工前，對地表情況進行詳細的勘察，研究這一地區喀斯特的狀態，與以往工程施工進行對比性的分析，從而得出這一工程項目施工的要點和需注意的問題。采取物探等方法超前性地了解地質情況，做好預報工作，預估前方溶洞的情況，做到有備而戰。溶洞未做處理前，不要盲目地堵塞和挖掘，防止對后續施工造成一定的影響。另外，需要多方位地分析溶洞的形態分布情況，繪制立體的橫縱斷面圖，通過這一工作方案來保證后續施工的安全性和穩定性。

（2）在進行溶洞處理時，需加強對洞穴處理和排水處理的重視程度，對洞內的填充物進行處理，防止出現地表坍塌問題。在實際工作中可以融入溶洞支護體系，保證支護的可靠性。另外，在穿越溶洞地段時要遵循弱開挖和強支護的施工原則，更加高效率地完成相關工作。

（3）大多數的溶洞與地表相通，地表水容易灌入溶洞中，并且溶洞的溶水量會隨著雨季的來臨而不斷增加，因此在實際工作中可以在一定距離內處理泄水盲溝，或者全周掛設防水板，根據地下溶洞的特點疏通河流，起到引排地下水的效果。

6 結束語

在隧道溶洞施工過程中，需要嚴格遵循施工流程和施工標準來開展日常的工作。同時，要做好充足的前期準備工作，明確施工地區的地質條件和周邊的影響因素，從水文和工程地質等方面入手，制訂合理的方案，并且加強對先進技術的有效利用，著重考慮注漿加固和支護措施的有效利用，協調好溶洞排水和回填方面的工作內容，從而提升施工效果。