巖溶地區(qū)營運(yùn)隧道常見病害處置方法探討

朱福春 寧俊明

摘要：在隧道施工中我們會經(jīng)常遇到巖溶的地質(zhì)現(xiàn)象，因?yàn)閹r溶地區(qū)的特殊地質(zhì)構(gòu)造，容易引起涌水突泥、襯砌災(zāi)害、塌方災(zāi)害以及二襯破壞等病害現(xiàn)象，不但對工作以及行車人員產(chǎn)生威脅，還會破壞周圍原有的地質(zhì)環(huán)境。因此必須重視巖溶隧道的施工質(zhì)量和巖溶地區(qū)的人文地質(zhì)環(huán)境，巖溶隧道產(chǎn)生病害的原因以及處置方法得到人們的廣泛關(guān)注。本文探討了隧道巖溶病害治理的方法和施工技術(shù)，為巖溶地區(qū)營運(yùn)隧道常見病害處置方法處理提供參考。

【關(guān)鍵詞】隧道施工;巖溶病害;處置方法;地質(zhì)環(huán)境

由于巖溶洞穴形狀和大小的不規(guī)則性、不均勻性和復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)階段沒有辦法做到全面準(zhǔn)確地揭示并且預(yù)測沿線巖溶洞穴的分布;在建設(shè)中存在很多安全隱患，尤其是大型巖溶洞穴經(jīng)常會給施工帶來一定程度上的阻礙。

1.巖溶地區(qū)營運(yùn)隧道常見災(zāi)害及處置措施

1.1涌水突泥病害

化學(xué)溶解是地下水影響介質(zhì)的主要形式，在狹窄的流道當(dāng)中，地下水喪失了本身的搬運(yùn)沖刷能力，導(dǎo)致巖溶發(fā)育緩慢。隨著正反饋機(jī)制的不斷加強(qiáng)，巖溶開始發(fā)展得更快。當(dāng)主槽寬5～50mm時(shí)，會發(fā)生水流的紊流現(xiàn)象，地下水逐漸發(fā)揮其搬運(yùn)沖刷能力，使巖溶現(xiàn)象開始迅速形成。由于水力梯度和地下水位的降低，地下水溶解能力逐漸減弱，直至消失，導(dǎo)致巖溶的發(fā)育不完全。通過開挖隧道形成新的大排水通道，巖溶管道不再堵塞，由于角礫和沉積物混合在巖溶流通水道的地下水中，水的侵蝕非常大，溶蝕作用使巖溶管道變寬，導(dǎo)致其內(nèi)部巖溶形成物和巖溶水流的外流速度不斷加大。

對涌水突泥的巖溶病害處置的基本原則是：（1）安全建設(shè)原則。要保證工作人員在處理涌水突泥時(shí)的安全作業(yè)，在開工前相關(guān)技術(shù)人員要進(jìn)行技術(shù)交底工作，提高一線工人對潛在安全風(fēng)險(xiǎn)的警惕性，加強(qiáng)專業(yè)能力培養(yǎng)，提高一線工人的預(yù)測能力，提高施工進(jìn)度。（2）技術(shù)可行性原則。根據(jù)巖溶地區(qū)現(xiàn)場的實(shí)際情況，優(yōu)選出適當(dāng)?shù)奶幹梅桨福龅娇茖W(xué)治理。（3）快速施工的原則。（4）徹底整改的原則。對巖溶地區(qū)涌水突泥病害要加強(qiáng)重視，要從地質(zhì)預(yù)測方面著手，加強(qiáng)災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)控工作，對現(xiàn)場的實(shí)際信息要準(zhǔn)確及時(shí)地進(jìn)行反饋，通過反饋后的消息，進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)測，這樣能夠?yàn)楝F(xiàn)場工作人員提供良好的信息指導(dǎo)。

1.2襯砌病害

石灰?guī)r溶地區(qū)、過軟巖性、巖層含水較大和巖層斷裂褶皺等地質(zhì)條件，會在隧道進(jìn)口處襯砌區(qū)域產(chǎn)生嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象。不良地質(zhì)條件為襯砌病害提供了先天的產(chǎn)生環(huán)境。地面沉降使地表水通過滲流作用流到地下，形成具有巖溶孔洞和裂隙結(jié)構(gòu)的滲流通道，改變隧道襯砌周圍的水壓力和土壓力狀態(tài)，使襯砌病害發(fā)生的幾率和危害程度更大。

根據(jù)襯砌病害發(fā)生的機(jī)理和條件，應(yīng)該在施工前進(jìn)行檢測地質(zhì)構(gòu)造，對塌方和斷層區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的處理。工程竣工后，對可能發(fā)生襯砌災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測監(jiān)控，并在隧道內(nèi)外不同層次的區(qū)域內(nèi)采取行營的處置措施，保證富水運(yùn)營隧道的的交通運(yùn)輸安全。

1.3塌方病害

隧道施工坍塌防治的原則是因地制宜、控制水流、勤查探察，加強(qiáng)對塌陷坑回填的控制，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)水文條件實(shí)施注漿控制。其中具體有以下幾項(xiàng)措施：（1）要加強(qiáng)地下水控制工作。不管是隧道施工階段還是隧道運(yùn)營階段都要嚴(yán)格控制地下水的排水工作。（2）實(shí)施爆破控制。要提前監(jiān)測監(jiān)控圍巖狀況，根據(jù)圍巖受力場的基礎(chǔ)上選擇合適的爆破方式，使隧道受到盡可能小的擾動，以保證圍巖受力平衡。（3）進(jìn)行加固處理。根據(jù)塌方的區(qū)域以及塌方量，經(jīng)過周密的計(jì)算和合適，選擇合理的塌方回填方式（4）監(jiān)測監(jiān)控。對已經(jīng)塌方或者存在塌方隱患的地區(qū)要重點(diǎn)監(jiān)控，即使做出反饋信息并進(jìn)行穩(wěn)定性評價(jià)。

1.4二襯嚴(yán)重破損

通常，大部分區(qū)域位于隧道的入口和出口以及溝谷的底部，這些區(qū)域埋藏淺，容易產(chǎn)生偏壓就會造成二襯的嚴(yán)重破壞;在斷裂、褶皺等受地質(zhì)構(gòu)造影響的地區(qū)，由于圍巖不問、應(yīng)力不平衡也會產(chǎn)生二襯破壞;另一個(gè)是地下水富集區(qū)二襯破壞也較為嚴(yán)重;巖溶隧道穿越大型充填巖溶洞穴和富水洞穴，二次襯砌因水壓過高而嚴(yán)重破壞。對于二襯破壞的病害我們可以采取以下措施：（1）拆除施工作業(yè)時(shí)上方的固定錨管。（2）拆除襯砌用型鋼進(jìn)行支護(hù)，在拆除時(shí)要先拆兩端在拆中間，做到拆度一段，加固一段型鋼。（3）加固的型鋼要和錨桿進(jìn)行固定，通過焊接或螺絲形成一體結(jié)構(gòu)。

2.結(jié)束語

由于巖溶地形的特殊性，會導(dǎo)致隧道產(chǎn)生多種病害，不但危害施工以及通行人員的安全，還會破壞當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，處理不妥或不及時(shí)甚是會發(fā)生更大的災(zāi)害，因此我們應(yīng)該重視巖溶地區(qū)的施工工藝以及運(yùn)營狀況，根據(jù)不同的地質(zhì)條件以及巖溶病害采取相應(yīng)的措施，提高施工和運(yùn)營人員的安全系數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】

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