公路隧道項目穿越大型溶洞地質段的處治技術探討

中圖分類號U455 文獻標識碼A 文章編號 2096-8949（2025）08-0149-03

0 引言

巖溶地區地質條件復雜，公路隧道施工過程中容易遭遇溶洞、突涌等突發狀況，顯著增大施工難度，威脅施工安全。尤其對于大型溶洞地質區域，如何科學制定出經濟、合理的溶洞治理方案，確保公路隧道順利建設完成，已成為當前面臨的主要難題。為此，該文章結合某公路隧道工程案例，通過現場勘測，確定隧址區巖溶發育狀態，并提出了合理的溶洞治理方案，研究成果具有重要的實踐意義。

1 工程概況

某公路隧道分兩幅設計，左、右線長度分別為 8 5 6 . 0 m 和 8 4 8 . 0 m ，兩洞凈高均為 5 . 4 m ，凈寬分別為 1 2 . 5 0 m 和 1 2 . 7 5 m 。場區內圍巖呈節理裂隙發育，巖層產狀"，進、出洞段巖層發育不同。現場勘查發現，場區內分布大量巖溶與落石崩塌體，地表溶溝、溶壑、石芽遍布，地下存在大型溶洞及暗河。

2 隧址區溶洞發育情況

隧道開挖階段揭露地層條件為：左線 部位存在較大溶洞，開挖面巖體為中風化花崗巖，溶蝕較為嚴重，整體性及穩定性較差。溶洞侵占隧洞區域，且占據洞體面積較大。巖溶內部較為濕潤，溶洞內存在積水， 段拱頂部位出現石芽，且沿開挖面向前方蔓延。

3 地質勘測結果

3.1 超前地質鉆探

利用C6型鉆機對隧址區實施超前鉆探，具體結論如表1所示。

3.2 超前地質預報

采用地質雷達探測技術對 K2 7 0 + 1 0 1 ～ K2 7 0 + 1 3 1 段實施探測，具體檢測結論為：

（1）開挖面前端 5 . 0 ～ 2 0 . 0 m 0 K2 7 0 + 1 0 6 ～ K2 7 0 + 121）區間內，主要為低頻脈沖信號，波頻變化較大，波形相對均勻，波幅變動較大，信號存在局部突變現象。根據開挖面鉆探與雷達探測結果，推斷該地段巖層主要為中風化花崗巖，巖層質地疏松，整體性較差，呈溶蝕發育，存在較大型溶洞，溶腔內存在大量積泥，巖層穩定性較差。

（2）開挖面前端 2 2 . 0 ～ 3 0 . 0 m （ K2 7 0 + 1 2 3 ～ K2 7 0 + 131）區間內，主要為低頻脈沖信號，波頻呈均勻變化，且變化幅度較大，信號存在局部突變現象。根據開挖面鉆探與雷達探測結果，推斷該地段巖層主要為中風化花崗巖，巖層質地疏松，整體性較差，呈溶蝕發育，存在較大型溶洞，溶腔內存在大量淤泥質黏土，巖層穩定性較差。

（3）其余地段雷達探測信號主要為中頻脈沖信號，局部波幅較大，信號存在突變。根據開挖面鉆探與雷達探測結果，推斷該地段巖層較破碎，呈節理裂隙發育，且裂隙內存在少許淤泥質黏土，整體性較差，穩定性一般。

4溶洞治理方案

根據地質勘測結果，確定如下治理方案：

（1）對于開挖區段內明確的溶洞與圍巖，采取噴射混凝土實施預加固，以提升圍巖整體穩定性。

（2）對于 K2 7 0 + 1 0 8 ～ K2 7 0 + 1 1 0 段，在原有支護結構基礎上增設套拱，鋼拱架為I20型工字鋼，布設間距 6 0 c m ，拱架與初期支護緊密貼合；側壁拱腳部位設置I20型鋼架墊層。

（3）針對 K2 7 0 + 1 1 0 ～ K2 7 0 + 1 2 3 段，對支護體系實施優化，將其改為 Δ S 5 a 。通過I20型鋼架設置墊層，并在溶洞部位設置泵管與排氣通道，根據實際情況合理調節初期支護間距，以保證初期支護與開挖面貼合緊密。

（4）針對 K2 7 0 + 1 2 3 ～ K2 7 0 + 1 4 0 段，對支護體系實施優化，將其改為 Δ S 5 a 。鋼拱架布設間距改為 5 0 0 m m 縱向連接筋環向布設間距 5 0 0 m m ；通過I20型鋼架設置墊層，并利用錨桿系統對拱腳實施加固，各拱架設置4組；同時，在初期支護后側設置規格 φ 1 6 0 mmUPVC管道，末端引入洞內排水系統，管道布設間距 5 0 0 m m ，并在溶洞部位設置泵管與排氣通道，為后續混凝土澆筑提供有利條件。

（5）對于 K2 7 0 + 1 1 3 ～ K2 7 0 + 1 4 0 區段，因溶洞存在侵限問題，混凝土澆筑會導致拱架受力變形，威脅施工安全，因此混凝土澆筑前應施作臨時仰拱實施加固。臨時仰拱鋼架為I18型工字鋼，布設間距 5 0 0 m m ，縱筋布設間距 1 . 0 m 。

（6）巖溶發育區域，巖層內部伴有水流。該隧道施工階段恰逢枯水期，為保證隧道順利跨越溶洞區域，制定“洞中洞”施工方案，通過在溶洞內填充混凝土形成拱套體系，在保證水流暢通的條件下，有效降低混凝土用量，具有顯著的經濟效益。

5施工監測結果分析

隧道開挖期間，對左線 K2 7 0 + 1 0 1 ～ K2 7 0 + 1 4 0 地段實施監控量測，以保證作業安全，尤其對于 石芽發育段合理增加監測頻率。通過統計相關數據，獲得 、 、 斷面拱頂下沉及周邊位移變化規律，具體如下圖 1 ～ 9 所示。

從圖 1 ～ 9 看出：三個監測斷面中， K2 7 0+1 3 1 拱頂下沉及上臺階水平位移較大，下沉量、位移量分別為1 0 . 0 m m 和 ， K2 7 0+1 2 1 下臺階水平位移較大，位移量為 3 . 0 m m ，均未超出規范規定。由此可見，該隧道巖溶區域施工階段，洞體圍巖拱頂下沉及水平收斂均符合設計要求，表明該溶洞治理方案具有較強的可行性。

6 結語

綜上所述，巖溶地段地質條件復雜，溶洞、地下暗河分布密集，施工處治不當，極易引發隧道坍塌等安全事故，威脅施工安全。因此，巖溶地質區域公路隧道建設時，應提前做好地質勘探及超前預報，全面掌握場區內地質狀況，科學制定施工方案，以有效保證隧道施工安全。通過對該隧道工程的地質勘察，發現依托工程內場區內存在超大型溶洞，圍巖整體性較差，自穩能力不足，通過“洞中洞”治理方案進行加固處理后，溶洞圍巖穩定性得到顯著提升，隧道穿越溶洞段施工階段拱頂下沉及水平收斂均符合設計要求，充分驗證了該方案的可行性，具有重要的參考價值。

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