隧道巖溶處理技術(shù)

諶 勇

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 隧道施工中遇到的巖溶問(wèn)題

隧道施工中遇到的巖溶問(wèn)題巖溶發(fā)育受到許多影響因素的制約，導(dǎo)致其發(fā)育過(guò)程中存在較大的不規(guī)則形以及不平衡性。在巖溶隧道的施工過(guò)程中，只有控制了巖溶的發(fā)育情況，才能夠使得隧道施工能夠順利地進(jìn)行。然而，由于巖溶發(fā)育情況較復(fù)雜，因此，巖溶隧道施工面臨的問(wèn)題也較大:地下水較多的地段的襯砌設(shè)計(jì)難度相當(dāng)大;在實(shí)際的施工過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)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(jìn)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(guó)巖溶隧道的施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到底板塌陷、突泥、突水等問(wèn)題的影響。在歐洲較長(zhǎng)的熔巖隧道的施工過(guò)程中，也遇到過(guò)類似的現(xiàn)象。近年來(lái)，我國(guó)的巖溶隧道施工過(guò)程中遇到了很多的質(zhì)量問(wèn)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(jīng)濟(jì)社會(huì)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(gòu)和TBM法則要慎重選用。對(duì)于淺埋隧道，如選用盾構(gòu)和TBM法，應(yīng)提前對(duì)可能影響隧道掘進(jìn)的巖溶管道和溶洞等進(jìn)行處理。對(duì)于復(fù)雜巖溶區(qū)段巖溶隧道施工，應(yīng)選擇臺(tái)階法、CD法、CRD法或雙側(cè)墻導(dǎo)坑法。

2.2 熔巖隧道施工的原則

為了保護(hù)隧道周邊環(huán)境，結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全，工程負(fù)責(zé)人員可以參考國(guó)外的先進(jìn)案例進(jìn)行施工，并不斷的總結(jié)過(guò)去的施工經(jīng)驗(yàn)，盡量避免出現(xiàn)過(guò)去出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題。對(duì)巖溶進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)該結(jié)合工程所在地的實(shí)際情況進(jìn)行，選擇綜合性的治理方法。

3 隧道巖溶處理技術(shù)

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?guī)r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(jìn)行地面注漿時(shí)，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(fā)育較深，則要根據(jù)情況應(yīng)適當(dāng)加大加固范圍。

(2)隧道超前預(yù)注漿方法。隧道超前預(yù)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(jìn)式或全孔一次性注漿。如隧道基底巖溶發(fā)育較深，適當(dāng)加大。隧道超前預(yù)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(shù)。當(dāng)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(jìn)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(jìn)行注漿的材料應(yīng)以強(qiáng)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(jìn)行堵水的時(shí)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(wěn)定性與基底的加固有著直接的關(guān)系，如果地基的承載能力不高，運(yùn)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(yán)格的控制材料的質(zhì)量，才能保證注漿的質(zhì)量，保證基底的穩(wěn)定性。隧道基底的填充物的厚度應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)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(xiàn)，保證通車安全和隧道的使用壽命，境地維修和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

3.2 換填方法

換填法施工工作對(duì)地基處理的效果非常顯著，首先應(yīng)當(dāng)在隧道的兩側(cè)設(shè)置排水系統(tǒng)，保證隧道的正常排水。隧道的底部應(yīng)當(dāng)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(shí)際的施工中，要根據(jù)隧道建設(shè)的基本要求，保證其通車能力。

3.3 疏導(dǎo)方法

疏導(dǎo)方法的選擇可以根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)決定，一般情況下選擇的連通方案是容管水的方式進(jìn)行，這樣可以保證地下水的正常流動(dòng)。在疏導(dǎo)過(guò)程中應(yīng)該首先了解清楚工程所在地的地質(zhì)情況，查明溶管的發(fā)育情況，如果發(fā)育情況良好可以采取增加輔助通道將溶管連通的方法對(duì)地下水的流向進(jìn)行調(diào)節(jié)。

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(shù)的要點(diǎn)，當(dāng)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(shí)，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?qū)挾容^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(shí)可以使用橋梁跨越的方法。橋梁跨越方法具體應(yīng)用時(shí)，必須要注意橋墩施做前，必須對(duì)河底地質(zhì)狀況進(jìn)行研究，掌握地質(zhì)類型及特點(diǎn)，以此來(lái)為承臺(tái)等的施工提供依據(jù)，保障橋墩施工質(zhì)量，提高橋墩承載性能。

3.5 放水減壓方法

采用平行導(dǎo)坑、排水洞、橫洞、迂回導(dǎo)坑排水等方法進(jìn)行放水減壓的時(shí)候，巖溶水必須要符合以下三個(gè)方面的要求。首先，巖溶水流出地均是由質(zhì)地較為堅(jiān)硬且結(jié)構(gòu)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(shí)，不會(huì)給隧道工程以及周邊各要素帶來(lái)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(shí)，還會(huì)運(yùn)用到直接排水的方法。但是這種方法應(yīng)用前，必須做好相關(guān)的調(diào)研工作，確保直接排放對(duì)工程自身以及周邊建筑物等都不會(huì)造成負(fù)面的影響。

3.7 溶洞直接揭開法

當(dāng)水量、水壓、規(guī)模不大的小規(guī)模溶洞或巖溶管道，且揭開后對(duì)環(huán)境不會(huì)造成破壞的時(shí)候，一般采用溶洞直接揭開法。運(yùn)用此種方法之前，一定要做好應(yīng)急預(yù)案的安全防范，最大可能的一次爆破成功。

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

［2］ 呂建兵，傅鶴林.復(fù)雜填充性巖溶軟基加固的設(shè)計(jì)與施工［J］.采礦技術(shù)，2011，(2).

［3］ 楊峰，朱自強(qiáng)，魯光銀.常(德)-張(家界)高速公路某中橋疑似巖溶區(qū)工程地質(zhì)問(wèn)題的解決［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2008，(4).