淺談巖溶隧道施工技術控制重點

梁 學 成， 劉 湘 君

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

淺談巖溶隧道施工技術控制重點

梁 學 成， 劉 湘 君

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

對巖溶隧道施工技術控制重點進行了敘述，結合工程實例，介紹了施工前預報巖溶、制定方案并采取的有效措施，減小了巖溶危害，施工過程中嚴格按施工方案進行巖溶處理或及時應對突發巖溶，施工后加強整治，從而達到正常進尺并維護了結構安全。

巖溶；隧道；施工技術；控制重點

1 概 述

巖溶在我國從南到北、從東到西有著廣泛的分布。隧道作為線型工程三大線下土建工程之一，不可避免地存在著巖溶地質，有些甚至大量存在，可以稱得上巖溶隧道。如不能及時整治巖溶，將影響隧道施工及結構安全，減少其使用壽命。如何最大限度地預報、消除及整治隧道巖溶，保證工程正常進行及結構安全是工程技術管理人員需要關注的。筆者結合工程實際，對巖溶隧道施工技術控制重點進行了探討。

2 施工前預報及方案的制定

2.1 施工前預報

隧道巖溶預報是一個綜合性工程，往往與設計方案的制定及施工投入有著很大的關系。通常主要有地質勘探法、超前地質預報(常見的有TSP地震波法、地質雷達掃描法等)、超前鉆孔(超前水平鉆及加深炮孔等)等方法。

(1)地質勘探。一座隧道由于長度原因，特別是短隧道，往往在設計階段地質勘探量不足，一般僅在進出口方向布設或中間加密一到兩個勘探點。因此，施工時應選擇在灰巖大量密集、富水區及地質薄弱、隧道淺埋區域進行補勘，從而提前預報巖溶。如在滬昆高鐵貴州段某標段長度僅為幾百米的隧道，由于巖溶發育，在施工過程中發現一條沿隧道縱向百余米長的地下暗河，由于無法改線，施工時產生了大量的處理費用。如能提前勘探得知，則可改線或采取其它措施進行處理。

(2)超前地質預報。進入21世紀后，超前地質預報是隧道施工過程中最常見的地質預報方式，在工程中有著大量運用。通過能夠預測前方100～150 m的地震波法及預測30 m的地質雷達掃描法，及時預測隧道存在的各種地質情況，從而提前采取工程措施或加強工法。在這里強調的是：施工過程中，采用兩者相結合的方法，能夠大大增加預報的準確性。

(3)超前鉆孔。超前鉆孔是現場施工技術大量采用的地質預報方式，通過長30 m左右的超前水平鉆及加深至5 m的加深炮孔，提前預知掌子面附近的地質情況。超前水平鉆及加深炮孔是從中距至短距的兩種預報方式，兩者缺一不可，特別是在巖溶發育區域，應加強而不得忽略。應當注意不能只重視拱頂而忽略隧道底部，否則將不能及時準確地預報并采取方案，容易造成施工安全隱患，嚴重的將影響工程安全。

2.2 方案的制定

對于中小型巖溶，一般采取加強工程措施，如對于隧道地表采用預加固(分土層或巖層，采用高壓旋噴樁或鉆孔注漿等不同方式)，在進行隧道施工時，通過設計修改圖紙或設計變更更改隧道圍巖級別、加強工法及支護參數，提前采用30 m帷幕注漿，3 m或5 m超前周邊預注漿，采用三臺階臨時仰拱，四步甚至六步CD法，洞身超前長管棚，雙層小導管等工程措施。一般而言，對于較大巖溶，應采取地表預注漿固結及洞身帷幕注漿；對于較小巖溶，一般采用單一的洞內整治措施，通過種種超前措施，達到提前充填并固結巖溶的效果，同時更改開挖工法，能有效地防止圍巖失穩。滬昆高鐵貴州段某標段1.2 km隧道存在淺埋及巖溶雙重特性，我們有針對性地采用高壓旋噴樁地表預加固，同時在洞內采用三臺階及雙層小導管，超前周邊預注漿，順利實現了快速貫通。

3 施工過程中的巖溶處理及應對突發巖溶

3.1 施工過程中的巖溶處理

對于巖溶隧道中溶腔較大時，采取了在隧道地表預注漿固結，洞內變更圍巖級別、調整支護參數，采用3 m或5 m超前周邊預注漿、三臺階臨時仰拱、四步甚至六步CD法、洞身超前長管棚、雙層小導管等工程措施進行巖溶處理。若溶腔較小時，對設計未采取超前周邊預注漿的圍巖，可在不影響超前小導管性能的前提下，適當加大小導管的開孔直徑，達到提前充填巖溶孔洞、穩固圍巖的效果。

3.2 突發巖溶的應對

巖溶由于其具有不可預見性，往往發生在開挖施工后才揭示巖溶。此時，要針對巖溶部位及具體情況，采取相應的工程措施處理突發巖溶。

針對拱頂較大的巖溶，首先應及時回填洞渣，回填可初步防止因巖溶產生的圍巖失穩，防止其危害進一步擴大，同時加設工字鋼支撐或套拱加固已初支的圍巖，并對已初支的圍巖實施注漿。上述工作完成后，采取2.1節中的相關措施，按巖溶從大至小，依次采用地表固結，30 m帷幕注漿，3～5 m周邊預注漿的方式進行治理。對于較大規模的巖溶，注漿如不能快速達到效果，可采取泵送混凝土充填溶腔，在溶腔回填后再按相關步驟進行開挖。

4 施工后的鞏固處理

在巖溶隧道完成開挖后，一般對較大溶腔段加設周邊徑向注漿來進行鞏固處理。如巖溶發育，引起初噴層表面裂隙狀出水或面狀淋滲水，應采取進一步的補注漿及引排措施，同時應更改復合襯砌參數，加大襯砌力度。

5 工程實例

深茂鐵路江茂段某標段1.06 km隧道由于在隧頂存在大量無人管理的采空區礦洞，礦洞內長期積水，對周圍地質情況產生了較大影響，形成了人為的巖溶并形成溶腔。某日，隧道開挖后在拱頂左上方出現了一大股20 cm直徑的涌水加流沙，半小時后即出現了一個直徑1 m、高2 m的溶腔，并不斷向上、向周邊擴大，1 h即發育到直徑1.5 m、高5 m。相關人員馬上制定緊急處理方案，撤離作業人員及開挖的臺車，對開挖的仰拱、下臺階及渣場洞渣進行掌子面回填，回填完成后先打設徑向注漿孔對已支護圍巖進行加固，同時打設周邊注漿孔對溶腔進行注漿。考慮到溶腔較大，在經過方案對比后，在正對溶腔位置埋設泵管，對溶腔進行泵送混凝土處理。上述處理完成后，調整圍巖級別，由Ⅲb調整為Ⅴb，開挖工法由普通臺階法調整為三臺階臨時仰拱、雙層小導管超前支護，經過有效的處理，在短短兩天后即恢復正常進尺。

6 結 語

巖溶隧道是一個長期、隱蔽、綜合性較強的復雜性工程，筆者在長期的工程實踐中總結出一些工程經驗，需針對不同的情況采取不同的措施，才能取得良好的效果。

(責任編輯：李燕輝)

2017-02-06

U215.1;U215.7;U215.3;U215;[U25]

B

1001-2184(2017)02-0003-02

梁學成(1978-)，男，四川成都人，副分局長兼深茂鐵路項目經理，高級工程師，碩士，從事鐵路工程施工技術與管理工作；

劉湘君(1980-)，男，四川彭山人，項目工程部副部長，工程師，從事水電及鐵路工程施工技術工作.