對巖溶地區隧道設計的認識與思考

葉建軍

（北京城建設計發展集團股份有限公司西南分院，重慶 400000）

0 引言

隨著交通工程建設項目的不斷增多，建設中也出現了不少的問題，大部分的問題都是由于巖溶地區而產生的。尤其是在西南地區，多山地也富含許多的巖溶地區，面臨許多的工程問題，比如說巖溶地區復雜性、預見危險性的可能性比較大等。因此，要將提高巖溶地區隧道建設的安全性、減少熔巖隧道的維持成本作為巖溶地區隧道設計的主要目標，并且以這個主目標進行展開。本文根據前幾年的巖溶地區隧道設計進行分析，并結合巖溶地區的特征，形成一套比較合理的巖溶地區隧道設計，巖溶地區如圖1 所示。

圖1 巖溶地區

1 對巖溶發育的類型以及影響進行討論

1.1 根據熔巖發育的條件進行

熔巖發育的條件并不僅僅是一種，而是復雜多樣的。不僅僅有外界條件因素影響，而且巖石的可溶性與裂縫性都會導致熔巖發育類型的不同。目前社會上主要把熔巖類型歸根于以下幾種：①一些地下水都是按照層面流動的，這樣就可以形成一個沿層面進行發育的巖溶；②因為地下水的流動而導致的巖溶類型，通常叫它沿節里裂縫發育的巖溶。但是這種類型的形成是因為地下水沿著地底裂縫進行移動；③巖溶自身的性質導致的發育類型不同，比如說沿斷層發育的巖溶以及沿向斜構造根部發育的巖溶。

1.2 根據地下水垂直分帶而進行討論

巖溶發育也具有垂直分帶性，導致它具有這個特性的主要原因，還是因為該地方的下水垂直分帶。地下水的垂直分帶的分類具有很多種，與產生的巖溶發育的分類一一對應。以下就是地下水不同的類型以及對應的巖溶地區發布的分布。

1.2.1 地下水的垂直滲流帶

滲流帶往往位于地下水排泄基準面的上面，這一層則叫做臨時性地下室運動帶。在這一層面，地下水一般上下運動，而地表水主要是通過一些裂縫向下流動。而這些水的流動就可以導致巖溶的漏斗落水洞類型，而在某一些小方面則有可能形成水平的溶洞。

1.2.2 地下水的季節交替帶

地下水的流動并不是常年固定不變的，往往會隨著季節的變化而變化。比如說在旱季的時候，地下水就會比較少，水位就會降低，做垂直運動。而雨季的時候，地下水就會增多，就會水平流動。這個運動會隨著季節變化而變化，巖溶的類型也比較復雜，能夠形成暗河地下湖等，因此這個地方是比較危險的。

1.2.3 地下水的水平徑流帶

這一代距離地下水排泄基準面比較近，因此地下水的流動會比較劇烈，巖溶的形成往往會在裂縫處以及這一層面上。而且這些溶洞可能會相互接連，能夠形成一個地下通道，這對隧道的施工往往會有巨大的影響。

1.2.4 地下水的深部緩流帶

這一帶是位于地下水排泄基準面的下面，由于當地的水文網排水作用影響不到水的流向，水的流向只受當地的地質結構影響。因此，在這個層面上的水一般是緩慢進行運動的，對于巖溶的形成作用不大。但是在某些特殊的情況下，比如在一些很深的地方，水溫比較高，也能形成比較大的溶洞，這一溶洞對于隧道工程影響也是比較大的。

2 巖溶給隧道工程帶來的問題

在隧道的施工過程中，巖溶的出現會給隧道的施工帶來一定的難題，以下就是巖溶帶來的一些難題。

2.1 在施工的期間出現的問題

2.1.1 有可能會出現突水突泥的現象

在建筑的過程中，有可能在短時間之內突然涌出大量的水或者是泥，而導致建筑工程的設施被湮滅，甚至有可能導致人員的傷亡。這些都會導致工期的延期，對工程的影響還是比較大的。大規模突泥后的隧道施工現場如圖2 所示。

圖2 大規模突泥后的隧道施工現場

2.1.2 巖溶有可能會導致當地的地表發生改變

巖溶地區會導致地下水涌出，這樣就有可能讓地表出現坑位和其他水位下降，導致施工暫停，施工的成本提高；而且在開采的過程中會導致一些小溶洞的出現；同時，由于巖溶洞的干旱會導致一些木質的材料變形。

2.2 在運營的過程中可能出現的問題

即使解決了施工過程中的所有問題，在運營的期間也有很多問題讓我們來解決。由于巖溶水的出現，會讓即使要完成的隧道漏水，嚴重的會淹沒隧道的底板，造成里面的木質受到損害，導致車輛禁止運行。而且時間久了，隧道內的墻有可能會裂開，同時會伴有墻皮掉落的現象，這些都有可能會影響到重載型車的車輛。

3 對巖溶地區隧道設計的一些思考

要想在施工過程，甚至在以后的運營期間都要保證車的正常運行，就要從多種方面進行考慮來，來降低巖溶地區帶來的危險和施工以及維修的成本。

3.1 隧道的選址

為了考慮成本問題，人員安全和后期維修的成本，應該在最開始的隧道選址上做好功課，為以后隧道工程的施工打好基礎。一個好的選址將決定工程能否順利進行。同時一個好的地址要根據多種因素來構成的，比如說巖溶的類型等。首先選址應該選在巖溶不容易發育的地方。如果一定要經過巖溶地段，線路要采用高線位的方式，盡量穿過巖溶的水垂滲流帶在這一地帶中隧道建設的危險最小，同時千萬不要穿過巖溶的水平徑流帶區，會導致危險的產生。則其他兩個地帶要根據實際情況進行考慮，比如巖溶的水深部緩流代，會根據外界環境而改變，比如說如果在條件適宜的情況下，就會產生比較大的溶洞，也會對隧道施工有所影響。在進行工程的運行之前，要對地區勘測，確保沒有對工程有巨大影響的可能。

而且要考慮未來巖溶漏水的問題，有坡度的地方要設置成人字坡，這樣有利于排水的通暢。而且在遇到富含水的巖溶地區，要采用大坡度的方式，這樣才有可能緩解巖溶滲水問題。

3.2 巖溶水的解決方案

巖溶水的出現是不可避免的，當遇見巖溶水時候，我們應該采取最合適的解決方案，我們不應該考慮用堵住來解決它，而是建立排水系統疏導它。但是建立排水系統并不是很簡單的事情，也是有很多注意事項的，以下就是注意事項。

巖溶水會在經過暗河通道的時候，會把一些填充物不斷刷下去，這樣就會影響到后期的疏通。而且在后期水量有可能還會增大，因此，在建設排水系統的時候要考慮充足的材料進行運行。

同時在設置排水系統的時候，不僅要利用理論知識，也要根據實際情況，對當地的情況進行充分研究，同時要進行一些實驗來了解當地環境的特點，實施可實行的排水系統。

3.3 進行一定的安全措施

在進行隧道設計的時候，盡量進行順坡的施工，如果不是順坡，要盡量的創造條件變成順坡，然后再進行施工，比如說采取輔助坑道設置。同時排水的時候要考慮排水系統的通暢，防止巖溶滲水，對隧道以及附近居民造成一定的困擾。因此，制作排水系統的時候，要將巖溶水的最大排出量為標準。同時，對施工人員配置相關的安全設備，防止一些物體跌落而造成安全問題，保證他們的安全。

4 結語

巖溶地區的結構是復雜的，容易給隧道建設帶來很多困難。但是隨著我國的發展，隧道的建設是必不可少的。因此，我們要根據巖溶地區的情況，根據實際情況分析從而采取一定的措施。解決隧道建設出現的問題，同時緩解一些不可避免的問題。讓交通建設事業的發展越來越順利，減少隧道建設的成本，同時保障隧道的安全，促進隧道的可持續發展。