铁路隧道受岩溶影响的分析和处理措施探讨 董竞涛

浅谈铁路隧道岩溶处理技术及措施发布时间：2021-05-31T10:25:05.883Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：金卫东[导读] 摘要：随着国民经济的持续高速发展，国家基础建设大规模增长，在岩溶地区修建铁路、公路不可避免地会遇到岩溶地质。

中铁十二局集团第七工程有限公司摘要：随着国民经济的持续高速发展，国家基础建设大规模增长，在岩溶地区修建铁路、公路不可避免地会遇到岩溶地质。

因此，开展岩溶隧道的施工技术管理研究，对于岩溶隧道施工具有重要的实际意义。

文章结合增建渝怀铁路**隧道出现的岩溶情况进行分析，针对隧道不同情况采取回填、径向注浆或板梁跨越等处理措施，结合现场工程实例验证，取得了良好的效果。

关键词：铁路，隧道，岩溶，处理措施。

1、工程概况及水文地质特征**隧道位于贵州省铜仁市境内，隧道全长1027m，最大埋深约145m。

隧区属溶蚀构造类型的低山丘陵、溶蚀槽谷地貌，地面标高245~440m，相对高差40~200m，自然坡度20~55°。

山脉走向、槽谷走向受构造控制，呈NE向分布，线路右侧350~400m为锦江。

隧道洞身穿越寒武系中统敖溪组地层，岩性为灰岩。

褶曲等构造，岩层单斜，产状近水平状，节理裂隙较发育，整体上岩溶水发育。

隧道右侧350m位于锦江河边发育3个岩溶大泉，标高在225m附近，泉点口径50~100cm，常年有水，其中最大的那个泉点在雨后呈往上涌出状，水量很大，推测这3处泉点的雨季流量至少应在20万m³/d以上。

该3个泉点发育于敖溪组的底部、清虚洞组的顶部，清虚洞组灰岩岩溶强烈发育，岩溶水丰富，且补给来源在线路左侧1km外发育大量天坑、大型洼地、落水洞。

隧道右侧120m位置发育2个岩溶泉，标高在370m附近，岩溶泉在一开口型溶洞中流出，溶洞直径约1m×0.8m，不规则，顺裂隙发育，越往里开口越小。

该处泉点雨季时整个洞被水充满，水量大，推测为20L/S。

铁路隧道基底岩溶处理技术研究杨凡中交隧道工程局有限公司第三工程公司摘要：岩溶主要是由于地下水以及地表水通过对可溶性的岩层进行化学以及机械侵蚀造成破坏而形成的各种地下溶蚀现象的总称。

岩溶发育的基本条件是岩石的可溶性以及裂隙性，我国地域辽阔，岩溶地区也分布非常广泛，而随着我国经济建设的不断发展，铁路项目也得到了极大的发展，因此在岩溶地区进行铁路隧道施工也在逐渐增加，基于此本文以实际工程作为案例，详细讨论了铁路隧道岩溶处理技术。

关键词：铁路隧道；基底；岩溶；处理技术1工程概况丽香铁路Ⅴ标正线长18.73km，其中交尼山隧道长7055m，隧道穿越岩层以板岩和灰岩为主，灰岩为可溶岩，造成地下岩溶发育良好，而且岩溶基本上处于隐伏状态，具体表现为：溶洞、连通好的溶蚀破碎带，使得基岩与覆盖层接触界面附近形成了易塌陷区和极易塌陷区，施工期间存在高度的洞内塌方，隧底塌陷及突水突泥风险。

2岩溶隧道可能出现的问题分析由于岩溶隧道的具体环境不同，其发育形态也非常多，而且由于岩溶发育存在不均衡性以及不规则性，所以在铁路岩溶隧道的设计施工方面非常困难，尤其是施工阶段的突水、突泥等现象造成了极大的安全隐患，而且还对施工进度产生非常大的影响，笔者结合工作经验，具体总结了隧道岩溶问题，可以分为下面三种：(1)隧道施工过程中出现突水、突泥问题；(2)隧道施工过程中出现顶板溶洞填充物陷落问题(3)隧道施工过程中底板塌陷问题3岩溶隧道施工对策3.1超前地质预报在本隧道施工中，为了探明前方围岩情况，采用了TSP超前探测技术、地质雷达技术、超前钻孔技术并结合加深炮眼技术。

通过TSP技术，可以推断出岩层、岩性以及岩体的完整性，而且可以有效推测出溶洞以及哪些地段可能存在突水或突泥现象，同时还可以对围岩的级别进行初步判断，进而采取有针对性的建议。

地质雷达技术主要是为了对TSP技术进行补充，通过地质雷达技术，可以对撑子面、底板进行全程覆盖，而且可以将检测到的结果汇成图。

铁路隧道溶洞处理施工技术研究发布时间：2021-06-15T16:11:44.227Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：任小军[导读] 摘要：随着科学的进步与发展，隧道岩溶处理技术也越来越成熟，但岩溶作为存在上万年的地下幽闭空间，其成因、形态、环境难以勘察全面，因此针对各种类型隧道岩溶问题的治理措施，在确保隧道施工和运营安全的同时，也要因地制宜、本着敬畏自然、顺应自然的原则，尽量减少对环境的破坏，以促进人和环境的可持续发展。

中铁七局集团第三工程有限公司陕西西安 710000 摘要：随着科学的进步与发展，隧道岩溶处理技术也越来越成熟，但岩溶作为存在上万年的地下幽闭空间，其成因、形态、环境难以勘察全面，因此针对各种类型隧道岩溶问题的治理措施，在确保隧道施工和运营安全的同时，也要因地制宜、本着敬畏自然、顺应自然的原则，尽量减少对环境的破坏，以促进人和环境的可持续发展。

关键词：铁路隧道；溶洞处理；施工技术以西南地区隧道施工为例，部分地区地表岩溶形态发育以及部分段落岩溶发育异常，施工过程中遇到溶洞的可能性极大，如若探测不明或处理不到位将会对隧道施工和后期运营安全带来极大的安全风险。

在铁路隧道的溶洞处理中，必须严格遵循安全有效的原则，妥善制定最为合适的处理方案，选择最优的处理技术，从而在确保铁路隧道施工建设质量和安全的同时，进一步提升施工的进度，降低施工所需成本，为推动道路交通建设做出更大的贡献。

1 铁路隧道溶洞施工原则（1）安全原则。

不仅要考虑施工安全，还必须考虑未来的行车安全以及环境安全。

行车安全不需多说，环境安全体现了人与环境的和谐程度、影响着环境的可持续发展。

不能仅仅为了施工便利，不经调查和研究即对溶洞进行简单的处理从而影响整个地下水系，破坏当地的环境平衡。

（2）充分考虑方案的合理性。

在隧道施工之前，要深入了解周边环境、地形地貌及其地质结构，掌握溶洞分布范围和类型，岩层的完整稳定程度、填充物、气体和地下水情况，通过这些确定施工方法。

岩溶隧道风险影响因素评估与治理技术探讨摘要：突水已经成为我国岩溶地区隧道修建中最严重、且最常见的地质灾害。

究其原因，是对岩溶隧道的风险认识不足，采取措施不力。

本文意通过对岩溶隧道风险因素的研究，评估其风险程度，划分地质风险等级，为隧道施工方案的确定奠定扎实的基础。

通过研究认识到促使岩溶和岩溶水发育的地层岩性和地质构造是岩溶隧道风险的内在因素，占据风险的主导地位；外在条件及工程技术件处于辅助地位。

据此制订了评分的基本标准和方法，采用计分方式，划分隧道风险等级。

高度风险—极高风险岩溶隧道宜规避，无法规避时，应改变传统观念，将岩溶隧道地质风险降低到可控的程度。

治理岩溶的措施主要有：绕避方案、引排方案、泄水消能方案等。

应重视超前地质预测预报工作，特别推荐超前水平钻孔和周边钻孔相结合的方法，探明开挖前方的工程地质、水文地质特征、溶腔的边界情况，提前采取可靠的工程措施，以达到“保证施工安全、确结构稳定、保障安全运营”的目的。

关键词：岩溶突水；影响因素；风险评估；治理原则；治理方案1前言随着我国经济的发展以及隧道设计、施工技术的进步，越来越多的长大隧道得以修建。

这些长大隧道穿越各种复杂特殊的地质、地貌和构造单元，处于不同应力场、渗流场和温度场环境，会产生各种地质灾害。

其中，岩溶隧道突水甚至突泥是隧道工程中最具危害性的灾害之一。

岩溶隧道开挖进入岩溶高压富水区段，经常遭遇突发性、大规模的涌水、突泥，坍方与淹井，造成重大的灾害性事故，并产生了严重的地质环境负面效应和社会负面影响等问题。

如法国仙尼斯峰隧道、日本青函隧道、前苏联北穆隧道、我国大瑶山隧道和军都山隧道等。

最近几年发生的，如2002年渝怀铁路圆梁山隧道9·10涌突水灾害、宜万铁路马鹿箐隧道涌突水灾害、宜万铁路野山关隧道涌突水灾害等，对工程造成重大损失。

其原因主要在于隧道穿越岩溶区时，由于采取爆破或人工开挖,扰动围岩，改变地下水的流动状态，破坏了围岩的原始力学状态和岩溶水平衡体系，因而导致岩溶隧道施工中出现岩溶涌突水问题[1]。

（一）岩溶洼地、落水洞组合构成的补给区，沿岩 层走向发育的岩溶
河
15
流
15
岩溶管道 区域河流 岩层产状 岩溶洼地 落水洞
（二）岩溶槽谷、落水洞组合构成的补给区，沿断 层发育的岩溶
河
30
岩溶槽谷
流
落水洞
岩溶管道
30
岩层产状
区域河流
（三）岩溶洼地、槽谷、落水洞组合构成的补给区， 沿走向、节理发育的岩溶
涌突水分级表
说
明
突水型：地下水水量大，瞬间以大于0.5MPa 的水压射出，短时间淹没施工掌子面、破坏施工 设施、危及施工人员生命安全，突水时间长达数 小时、甚至数十小时后水量逐渐减小至稳定。
涌、突水型：突水与涌水间的过渡类型，可能 突水，也可能涌水，涌水时水压小于0.5MPa。由 于水量较大，在短时间内地下水流量达到稳定， 可能致使施工停止，对人员安全有一定影响。
涌水型：水压力小，只靠动水压力流动，基本 不影响施工，需加强排水。
地下水缓慢流动，顺坡施工时，水沟即能满足 排水要求，不影响施工。
（二）岩溶灾害类型
2、按岩溶管道涌、突水中物质成分划分 1）清水：在枯水期或雨季无降雨时，从揭露的溶洞口
中涌、突出的地下水，水清澈透明，不含任何碎屑物质。
裂隙水
（二）岩溶灾害类型
2）混浊水：在连续降雨时，从岩溶洼地或槽谷中汇集的 暂时性洪水，携带大量颗粒和岩屑，通过落水洞加入到原有 岩溶管道中的地下水流。
混浊水
（二）岩溶灾害类型
3）泥、水混合型（地下泥石流）：混有砂、砾石、岩屑 等的地下水，在水压力作用下沿管道倾泄或喷射，来势凶猛， 危害性极大。
平导
隧道突水现场
正洞
（二）岩溶灾害类型

2019/17 CHENGSHIZHOUKAN 城市周刊 25城市交通理，提升小型溶洞的结构强度。

在一些特殊环境下，片石回填方式对溶洞结构的强化效果不够明显，技术人员可以在回填的基础之上进行压浆填充加固，进一步提高溶洞结构强度。

除了上述的两种处理方式之外，施工人员还可以使用抛石注浆以及在隧道底部架设底板的方式来完成小型溶洞的结构强化。

4.大型溶洞的处理措施。

在当前的隧道工程中，大型溶洞处理措施包括如下的几种：第一，施工人员可以在工程中使用支梁、搭桥等方式来对溶洞的结构进行支撑和跨越，借助结构支撑手段来提高大型溶洞的结构强度，避免在施工中出现结构塌陷等问题。

第二，技术人员可以在溶洞中设置支撑墙、支撑柱以及挖孔桩，对溶洞的洞顶和洞壁进行支撑，提高溶洞的结构强度。

为了保证处理效果，施工人员在工程中要结合实际环境情况来设计相应的施工处理计划，避免处理不当给溶洞结构造成破坏，保证工程的安全进行。

三、隧道岩溶地质的施工技术岩溶地质对于隧道工程的施工有着较为突出的影响，地下水以及孔洞填充物的存在会导致隧道的结构不稳定，影响工程的安全性和施工质量。

在当前的施工中，技术人员一般会采取合理的技术对岩溶地质进行处理和优化，以便保证隧道工程的正常进行。

在隧道岩溶地质的施工中，技术人员需要考虑水流情况，水流对隧道施工有着较大的影响。

一般施工人员在工程中会使用抽水设备对岩溶地质中的水流进行处理。

针对溶洞结构，施工人员会使用片石与混凝土进行结构填充和强化，填充工作要结合实际情况进行，确保其与岩溶环境相适应。

若是溶洞本身结构存在不稳定支出，施工人员在处理之前首先要对洞壁和洞顶进行加固，保证施工安全性的前提之下考虑后续的施工处理计划。

针对规模较大且施工条件较为完善的溶洞，施工人员常常会采用片石和钢筋混凝土结合的方式来实现溶洞结构的加固，保证施工安全性。

规模较小的溶洞无法使用这种施工技术，为了提升其结构的稳定性，施工人员会使用石盖板和钢筋混凝土结构的方式对小型溶洞中的结构损坏位置进行处理强化，不会进行整体施工，避免给溶洞结构和地质环境造成破坏。

隧道涌水是隧道施工中最为常见的岩溶危害之一，由于地下岩溶发育的不规则性和岩溶水系统的不确定性，导致隧道涌水具有突发性和水量大的特点，给隧道施工带来极大的安全隐患。
隧道坍塌
隧道坍塌是岩溶地区隧道施工的另一种常见危害，由于岩溶地区的岩石多呈破碎、松散状态，且溶洞、溶蚀裂隙等发育，导致隧道围岩的稳定性极差，很容易发生坍塌事故。
制定应急预案
根据应急预案要求，配备相应的应急设备和物资，如抽水设备、注浆设备、堵漏材料等。
配备应急设备和物资
定期组织隧道施工人员进行应急演练，提高应急处置能力。
定期组织应急演练
未来发展趋势及挑战应对
CATALOGUE
06
钻探与测试技术
通过超前钻探、取芯分析等手段，直接获取掌子面前方的地质信息，判断岩溶的规模、形态和充填情况。
双液注浆
将两种不同的浆液混合后注入岩溶裂隙或空洞中，通过化学反应形成结石体，提高加固效果。
高压旋喷注浆
利用高压旋喷设备将浆液注入岩溶裂隙或空洞中，形成柱状或板状结石体，提高围岩的整体性和稳定性。
在隧道内设置排水沟，收集地下水并引导至集水井或排水管道中。
排水沟设计
在隧道低洼处设置集水井，收集地下水并通过水泵抽出洞外。
有水充填型溶洞①高压富水充填封闭溶洞溶腔采用释能降压和注浆加固措施处理。②自稳能力极差的充填型大型溶洞或洞穴、可溶岩与非可溶岩接触带、富水型节理裂隙密集带、地下水极其发育的基岩地段，经超前地质预报后可能发生涌、突水（泥）等施工灾害、危及施工安全时，可采取超前全断面注浆、超前帷幕注浆、超前局部注浆、开挖后全断面径向注浆、开挖后局部注浆及开挖后补注浆等多种注浆加固措施。（3）施工现场揭露溶洞后，应及时通知各方，并根据现场情况由四方会议确定溶洞的处理方案，严禁施工单位私自封闭溶洞。

方米 ， 当铁路 隧道通道时 ， 固结构处理复杂 ， 加 工程施 工困难 。
证物探成果 ， 提高超前地质预报成果 的准确度 。
通过对地质调查法 、 超前 钻探法 以及根据不 同岩性岩溶发
育 及 富水 情 况 选 取 的 物 探 法 ３ 方 式 方 法 预测 预 报 的资 料 ， 种 进
２ 岩 溶地 区铁 路 隧 道 工 程 施 工 需特 别 控 制 的 环节
保施工安全及结 构安全 ， 确保工程顺利 实施 。
２２ 风 险 管 理 ．
为有效控制岩溶地 区铁路 隧道工程高风险 ， 必须根据隧道
岩溶地 区铁路隧道工程施 工除 了常规的施工过程控制外 ， 还应 特别做好超前地质预测预报 和风险管理两个 环节 的控制 。
３ 由于洞穴围岩节理 、 ） 裂隙发育 ， 岩石破碎充填物松软 ， 在
施工 中极易发生坍塌 ， 危害施工安全 。
４ 由于探测手段 不完善或其他 因素 ， ） 导致在施工过程 中未 探明岩溶段 ， 给工程后期运营造成危 害。
施工过程中， 要加强超前地质预报 ， 特别要以水平钻探为主，
行综合分析与评判 ， 相互 印证 ， 并结 合现场实际揭示 的地质条
２１ 加 强 超前 地 质 预 报 工 序 管 理 ．
工程实际情况 ， 确立风险管理 目标 ， 建立完善的风险管理体系 ，
制定切实可行的风险管理 办法 ， 对隧道风险进行分级管理 。在 必要 的情况下 ， 还需聘请专 家组 ， 一些极高风 险隧道专项方 对
案及应急预案进行审查、 评审 。
件、 发展规律 、 势及前 兆进行预测 、 趋 判断 ， 出超前 地质预测 得 预报结果 ， 依次来优化调整措施 、 工法及特殊处理措施 ， 从而确

１ 岩 溶的危 害
通常在 隧道工 程施工作 业 中 ． ２ 隧道 拱腰 以上 发育大型溶洞 的处理方案 ：
（ １ ）拱 腰 以上 发 育 大 型 无 充 填 物或 填 充 物可 清 除 的溶 洞 ， 沿溶 洞 周边 垂直 围 岩方 向打 设 ０ ２ ２ 药 卷 锚杆，长 ３ ． Ｏ ｍ， 间距
２ 岩 溶类型
根据 岩溶 不 同的形 成方 式 ，我 们可 以将 岩溶类 型分 成三 类 ，也 就 是下面 我 要介 绍的有 充填 物质 的岩溶 、干 涸古岩 溶 以及充填 地下 水岩 溶 。 （ １ ）所谓 的填充 物质岩溶 ，就是说 在岩溶 中填充 了较多 的
２ ０ Ｘ ２ Ｏ ｃ ｍ （ 双 层 ） ，并 设置 长 ３ ． Ｏ ｍ长 ０２ ２ 锁脚 锚 杆 ，喷射 ５ ０ ｃ ｍ 厚 砼作 为护 拱 ，施 作护 拱时 每 隔 ２ ｍ 预留 一道 Ｏｌ Ｏ Ｏ ｍｍ软 式透 水管作 为泄水通道 ，在护拱保 护下再施工初 期支护及二 次衬砌 。
因洞穴 导致建 筑 物全部 或部 分悬 空 ，大 大降低 了 隧道工 程的投 入使 １ ２ ０ Ｘｌ ２ Ｏ ｃ ｍ，梅 花型 布置 ，深入 基岩 不小 于 １ ． ５ ｍ，锚杆 打设 完后挂 用后 的可 靠度 。 （ ２ ）洞穴 堆积物 因松 软易坍 塌下沉 ，改变洞 穴周边 设０ ２ ２钢筋 网 ，间距 ２ ０ Ｘ ２ Ｏ ｃ ｍ，溶 洞处 每 隔 ２ ｍ 设置 一道 Ｏｌ Ｏ Ｏ ｍ ｍ 的应 力分布 形态 ，影 响隧道的稳 定 。 （ ３ ）隧道 中地 下水流 失 ，导致 软式透 水管 作为泄 水通 道 ，后 泵送 浇注 Ｃ ２ ５ 砼 ，砼最薄 厚度 不小于 隧道 顶部 地面岩 溶塌 陷 ，原本 相对 稳定 的地质环 境遭到破 坏 。 （ ４ ） ８ ０ ｃ ｍ，两侧 嵌入 岩 石 内不小 于 ５ ０ ｃ ｍ，待 砼强 度 达到 ７ ０ Ｏ ／ ｏ 后采 用 沙 岩 溶水 问题 ，尤其是 在 Ｃ Ｏ： 等 可溶性 物质 增加 时 ，水 的流通 将侵蚀 袋回填 。 （ ２ ）拱腰 以上发 育大型有填 充物不可 清除 的溶 洞 ，开挖此 隧道结 构 ，使 隧道 使用 寿命 大打 折扣 。所 以 ，在 隧道施 工中 正确处 段 隧道 前沿 溶洞 周边打 设超 前小导 管或 大管棚 作为超 前支 护 ，隧道 理溶 洞问题对 当今我 国工程领域事 业发展具 有重要意义 。 开挖后 素喷 ｌ Ｏ ｃ ｍ 厚砼 ，然后安 装 Ｉ ２ ０ ｂ型钢拱 架 ，挂设 ０ ６ ． ５ 钢 筋网

淘 蚀所 引起 。 当地表 水沿 节理 中间裂 缝 向下运 动 时 ， 水 的流速 以及力 量 会对
基 岩 产生 冲刷 作 用 ， 通 过岩 溶通 道 就可 以带 走 路基 上 面 的土壤 以及其 他 细小
颗粒 ， 这样上部就会 出现空洞， 地面上面同时也会 出现地质坑洞 ， 这样就会严 重 影 响着 地基 安 全 。当 列车在 上 面反 复行 驶 时 ， 列 车 的震 动会 使 地 坑产 生共 振， 地 坑 的外 形 就会 随 着扩 大 ， 加剧 了上 覆 土体 的下 沉 、 失稳 ， 甚 至 变形 以及 开裂， 上部 基 础可 能会 出现开 裂 ， 这 样就 会 对行 车安 全 带来 非 常致 命 的影 响 。 下面结合本集团承建工程的实例， 浅谈对铁路路基岩溶处置的施工技术。
影 响是 相互 相 成 的 ，岩 层 构造会 影 响着 地 下水 的 流动 方 向 以及 流动 状 态 ， 水
４ 、 钻 孔
成孑 Ｌ 使用Ｘ Ｙ 一 １ 型 钻机 、 １ ０ ８ 钻头 施 钻 ， 钻孔 位 置 确定 后 ， 利用ｘ Ｙ 一１ 型
钻机 进行 成孔 钻 进 ， 开孔 直 径 为 １ ｌ Ｏ ｍ ｍ， 终 孔 直径 不小 于 ９ １ ａｍ。开 工 时需 要 ｒ
站房 பைடு நூலகம் 侧接 轨 ， 向 东北 走 行约 ５ ０ ０ ｍ进入 康 密 劳铁 合 金有 限 公 司厂 区 工厂 站 。
经 前期 勘 察 ， Ｄ Ｋ Ｏ ＋ ３ ２ ０ ～ ＋ ４ ６ ０ 、 Ｄ Ｋ ０ ＋ ６ ２ ５ ￣ ＋ ７ １ ５ 、 Ｄ Ｋ Ｏ ＋ ９ Ｏ Ｏ － Ｄ Ｋ１ ＋ ３ ６ ０ 段 岩 溶 较
及次数， 以 浓浆 灌 注 ， 以免 浆液 流 失 。
、
工程概 况

２ ． ７ 插 钎 将一定 长度的钢筋间隔插入 覆士层，用 于 研 究喀斯特洞穴在 土壤中的发 育过程。例如，在桂林地区的勘 测活动中，首 先是要找 出是否有一个溶涧在 土壤 中或崩溃软层在土壤中。这 种方法的优势在于操作 简单 ，成本低 。
在西南岩溶地质条件下进行ｊ 二 程 施 工 ，应 采用 多种 厅 毯进 行 综 合 勘 察 ， 相 互印证 以保证勘察资料的准确 性。
１ 案例
某 隧道属剥蚀 丘陵地貌 区，山体海拔高程 ２ ６ ０ ￣３ ６ ０ ｍ ， 相对 高差 ５ ～５ Ｏ ｍ 边 坡 的 自 然坡 度 一 般为 １ ５度 到 ５ ５度 之 间 ， 山 坡 覆盖 薄 土 ， 见基 岩 （ 灰岩） 出露。植被不发 育。溶沟槽 内充 满黄 色粘 土，隧道 穿过 一座 独立 山体
使用可见的化学染料示踪剂，能有效地对岩溶地貌 的水文活动和水系连 接 进 行 跟 踪 调 查 ， 从 而 确 定 岩溶 地 区 的 水 位 、 水 系等 ，这 种 方 法 很 简 单 也 很 可靠 ，但是有些岩溶地【 没有地 下水 ，那就无法使用 ，受到限制。 ２ ． ６ 模 型试验 在之前的人力测绘中，可以对岩溶地 区的大体土层 、地质、水文进行 ｌ 『 简单的确定，进而进行一定规模 的模 拟试 验，然后观察试验结果，得出模型 结论 ，进而确定工程地区的各类 条件 。
３ 不 同岩溶发 育地 区的察对策
在进行桂林岩溶地区的铁路 工程 建设，我们应该根据不 同地 区的生 Ｋ ： 特 性和分布情况 ，并结合具体实际，选 择合适的技术与方法，根据其具体岩溶 发育情况进行勘探。 ３ ． １ 岩 溶径 流区和补 给区工程勘察 岩溶地区的地下水一般与岩溶地 区的发展强相 关性 ，经水蚀作用形成峰 丛 、 石 芽 、溶 洞 和 倒 斗 ，特 性 呈 现 密 集 排 列 的垂 直 发展 。具 有 浅 层 且 大 小 不 的特点 。 特殊地区如土壤 覆盖区和水蚀槽顶部容 易在外力作用下形成土洞 。 １ ＝ ｝ ＿ ｌ 必须指 出的是，原来的岩溶径 流面积由于地 壳运动将 成为新的 １ ： 性溶洞 ， 需要加强勘测 。 ３ ２岩 溶 排 泄 区 工 程 勘 察 地下水的排泄面积包括流域边缘 的大部分 和溶洞 、地下河，大部分裸露 的地下水规模是非常大的，有利 于集中的地下水排 水。覆盖的喀斯特洞穴人 部分呈管道状 ，埋藏在第四纪地 层之下，与岩溶地 区相连。但是岩溶地区地 下水排泄 区在开采过程 中容易发生一些灾害，会 导致工程地带的地 Ｆ 水的不 稳定或下沉，从而导致 了在开采 过程 中，在开采过程 中产生的地 下 水污染 与 破坏 。岩溶水蚀而成的天然水道 一般 发育很好 ，没有特别多的阻塞物 ， 井 涌水大，井水浑浊 。上覆土层薄，一般不 到三 卜 米 ，在喀斯特矿 区的水，很 容 易造成塌陷或塌陷，而喀斯特 出水 口不易确 定，那么 由此产生的坍塌位嚣 很 难 判 断 ，对 工 程 危 害 极 大 。

关键词：铁路隧道；岩溶段；处理技术岩溶是一种由地表水和地下水，化学侵蚀、机械侵蚀和可溶性岩层沉积引起的地质现象。

修建铁路隧道时经常发生岩溶断面，在部分或全部结构的施工中，对隧道施工的影响尤为明显，不但会降低围岩的使用可靠性，而且会对施工产生负面影响，带来更大的困难和隐藏的安全风险。

确保岩溶断面施工的安全性和可靠性是处理岩溶断面时急需解决的问题。

如果岩溶位于铁路隧道的上方或侧面，处理难度较低；如果岩溶位于隧道的底部，则处理难度较大，需进行适当的处理以满足隧道基础的承载能力要求，并确保列车运行的安全性。

可见，对铁路隧道岩溶段的施工处理技术进行研究至关重要。

1工程概述山西中南部铁路通道（瓦日铁路）项目西铁车2号隧道起讫里程为DK1076+119～DK1083+970，全长7851m，隧道最大埋深约234m，最小埋深约27m。

该隧道穿越花岗岩、灰岩和灰岩夹页岩，部分地段断裂构造较发育，且规模大、延伸远，断裂构造带水文地质条件复杂。

部分隧道洞身沿断裂带岩溶发育，对工程的影响程度较大，施工中存在岩溶水突水、围岩坍塌等风险。

该隧道纵向从鲁村岩溶盆地西侧区域通过。

鲁村岩溶盆地南北及西边界被太古界泰山群所圈围，东部则以北东向延展的断裂为边界，形成一个相对独立的岩溶水文地质单元。

隧道DK1077+900～DK1078+000段、DK1080+900～DK1081+000段、DK1082+250～DK1082+350段经过灰岩区岩溶发育段，风险较大，必须采取有效的处理措施。

2隧道岩溶处理原理在该项目的岩溶处理中，为尽量减少处理困难，确保处理质量，避免不必要的安全隐患，必须严格遵循“认清形势、因地制宜、消除水患、综合治理”的原则，需提前了解岩溶区域的规模、岩溶等级、地质和水文条件等情况。

在岩溶相对严重的区域，应尽可能保留岩溶和地下河道，严禁任意封堵。

另外，为了防止水和泥浆进入岩溶区，必须事先清楚地识别出孔洞，并准备足够的抽水设备以确保施工安全。

路边支护是维持公路路基基本形状时应用的重要方法。 施工企业在应用该技术时,大多釆用石块或挡土墙结构等施
工方式，先在路面设立一个支撑体系,使其形成一个墙体结 构，从而达到提高路基整体强度的目的。施工人员必须严格 按照工程设计的标准和要求，控制路面结构体系施工的质 量，才能为路基高边坡防护施工效果的提升提供强有力的 支持。
植被防护带是公路路基高边坡防护施工的重要手段之 一，植被防护带在实践应用过程中，实际上就是通过在边坡 上种植植被的方式,利用其形成的防护形状,提高公路路基 边坡防护的效果。由于该技术在实际应用过程中具有美观 性、环保性和经济耐用等优点，所以被广泛地应用于公路路 基高边坡防护施工中。
4.3护面墙
护面墙防护工程也是当前公路路基高边坡锚杆防护施 工中常用的技术之一。该技术在实际应用的过程中，主要是 通过适当调节路基的方式提高路基高边坡锚杆防护施工的 效果。施工企业在运用该防护施工技术时，应针对不同类型 的护面墙制定不同的防护施工方案，提高护面墙防护施工的 效果。 4.4路边支挡
因此，针对该溶洞采用部分治理的方法，即针对溶洞右 半部分进行治理，即可以降低成本，同时也将溶洞对隧道的 不良影响降到最低，同时治理用时短，对工期影响较小。 4.2处理方案的确定
在确定部分治理的前提下，采用“弓I、拦、填、缓、支”的 方法叫
1） 引，即引导岩溶水排出，降低和防范岩溶水的危害。现 场勘查发现,即使在雨量充沛的夏季，溶洞内水量也很小，而 且雨水能顺利沿溶洞左下脚处的裂隙排出。因此,在施工时, 应注意清除充填物,防止其堵塞裂隙而影响岩溶水的排放。
关键词:铁路隧道;大型溶洞；影响；处理方案
中图分类号:U455.49
文献标志码:A
文章编号：1672 - 4011 (2021) 06 - 0170 - 03

王献伟:浅析岩溶发育区铁路隧道溶洞处理技术第25卷 第2期浅析岩溶发育区铁路隧道溶洞处理技术王献伟(中铁建城市建设投资有限公司,南京 210000)摘 要:在隧道施工中不可避免地会遇到岩溶问题㊂为解决隧道穿越溶洞所遇到的技术难题,保证安全有效地进行隧道建设,需要对岩溶区隧道围岩进行探测和研究㊂本文以典型施工现场为依托,根据具体溶洞的特点,提出了长孔超前钻探㊁精确测量及水文地质分析等隧道岩溶处置技术,有效地保证了现场溶洞的安全处置和隧道的安全施工,也为以后的研究工作提供一定的参考价值㊂关键词:高山隧道;超前钻探;精确测量;水文地质中图分类号:U 25,P 634 文献标识码:B 文章编号:1009282X (2024)02003405A n a l y s i s o n t h e c a v e t r e a t m e n t t e c h n o l o g i e s o f r a i l w a y t u n n e l i n k a r s t d e v e l o pm e n t a r e a s W A N G X i a n w e iC h i n a R a i l w a y C o n s t r u c t i o n U r b a n C o n s t r u c t i o n I n v e s t m e n t C o L t d N a n j i n g 210000 C h i n a A b s t r a c t I t i s i n e v i t a b l e t o e n c o u n t e r k a r s t p r o b l e m s d u r i n gt u n n e l c o n s t r u c t i o n T o s o l v e t h e t e c h n i c a l d i f f i c u l t i e s e n c o u n t e r e d d u r i n g t u n n e l l i n g t h r o u g h k a r s t c a v e s a n d e n s u r e s a f e a n d e f f e c t i v e t u n n e l c o n s t r u c t i o n i t i s n e c e s s a r y t o d e t e c t a n d s t u d yt h e s u r r o u n d i n g r o c k o f t u n n e l s i n k a r s t a r e a s T h i s p a p e r p u t s f o r w a r d t u n n e l c a v e t r e a t m e n t t e c h n o l o g i e s s u c h a s l o n g ho l e a d -v a n c e d d r i l l i n g a c c u r a t e m e a s u r e m e n t h y d r o g e o l o g y a n a l y s i s b a s e d o n t y p i c a l c o n s t r u c t i o n s i t e s a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s pe -c if i c k a r s t c a v e s w h i c h e f f e c t i v e l y en s u r e t h e s a f e t r e a t m e n t o f k a r s t c a v e s a n d t u n n e l c o n s t r u c t i o n a n d c a n a l s o p r o v i d e c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e f o r f u t u r e r e s e a r c hK e yw o r d s a l p i n e t u n n e l a d v a n c e d d r i l l i n g a c c u r a t e m e a s u r e m e n t h y d r o g e o l o g y 收稿日期:20230605作者简介:王献伟(1973-),男,高级工程师,主要从事公路㊁铁路㊁及轨道交通工程方面的技术管理与研究工作,E -m a i l:a b c a b c 112023@163.c o m ㊂0 引言溶洞是岩溶隧道施工中常见的不良地质㊂我国幅员辽阔,是岩溶分布最广的国家,岩溶地质广泛分布于华南㊁西南等地区㊂随着全国铁路建设的迅猛发展,在岩溶地区修建铁路隧道越来越多㊂隧道施工过程中会遇到很多岩溶问题,同样也会遇到围岩失稳㊁结构破坏,甚至突泥㊁突水等问题,这些都是工程中普遍发生的一类灾害㊂有关岩溶隧道问题的研究可追溯到20世纪30年代,苏联召开了第一届全苏喀斯特会议,会议由舍维亚科夫院士发起㊂20世纪70年代,德国首次举行了与可溶岩有关的工程地质问题的国际研讨会㊂国内学者对岩溶区隧道围岩稳定施工技术开展了大量研究㊂史世雍等[1]运用A N S Y S 有限元软件研究了离隧道不同距离的溶洞对附近围岩稳定性的影响,得出溶洞大小和距离的变化对隧道影响显著;宋战平等[2]在数值试验基础上,分析了顶部隐伏溶洞对隧道位移变化规律的影响,得出隐伏溶洞或将引起隧道位移和隧道围岩拉应力的增加;赵明阶等[3]通过隧道顶部不同溶洞分布对围岩稳定性的影响进行研究,得出在有溶洞的隧道断面开挖时位移增量随离隧道距离的增长而减小;宋战平等[4]研究了水平溶洞对隧道位移的影响,得出了水平溶洞的存在使得附近隧道围岩径向位移增大及整体性减弱;周雪铭等[5]以隧道开挖中处治结构和围岩稳定性为研究对象,得出了处治结构承担了部分围岩压力,其为岩溶隧道施工提供积极作用;潘东东等[6]对强充填滞后型溶洞突水孕灾模式进行了研究,得出432024年4月地质装备了隔水岩体破裂突涌水过程;刘超群等[7]对隧道掌子面与溶洞安全距离的影响因素进行了研究,得出了掌子面与溶洞安全距离计算公式并分析了工程实例;黄明利等[8]通过岩石破裂过程分析程序(R F-P A)用数值模拟方法对隧道施工诱发隐伏有压溶洞破裂突水过程进行了系统研究,增强了对有压溶洞引起隧道突水过程的理解;袁永才等[9]采用隧道地震波(T S P)法㊁地质雷达法及超前钻探法对隧道前方不良地质土体进行探测并采取相关措施处理,为溶洞处理提供了宝贵经验;蒋良文等[10]通过综合勘探和理论分析,查明了圆梁山隧道洞身附近3个溶洞的形成特征,初步阐明了其形成机制;刘定清等[11]依据岩溶灾害针对性处治设计,运用控制变量法研究分析了支护结构㊁地质特性对隧道结构稳定性的影响;刘旭斌等[12]以湖北宣鹤高速公路太平隧道工程为依托,得出溶洞对隧道围岩稳定性具有较大影响;舒宗运等[13]提出了隧道穿越硬质岩地区的岩溶区及断层带突水防控对策,其为解决隧道岩溶区突水问题提供理论支持;王万锋等[14]分析了围岩级别和溶洞情况对临界安全距离的影响规律,得出隧道与周围不同部位溶洞间的临界安全距离受地质及溶洞情况影响明显,并建立了临界安全距离预测公式;陈文尹[15]采用数值模拟和模型试验分析的方法,针对底部溶洞施工技术难题,提出了 先通过,后处治 的施工方案;赵少忠等[16]依托现场工程,研究了特大型溶洞对隧道围岩变形的影响,分析了针对隧道不同位置处溶洞处治技术㊂由于隧道施工面临岩溶发育的多样性㊁复杂性,溶洞处理技术仍需要更深入的研究㊂本文以典型工程为例,展示了不同类型溶洞的施工方案,形成了从开挖工法㊁支护措施到加固补强方案等诸多处理方案,保证了现场施工安全,本研究工作可为溶洞区隧道施工提供一定参考价值㊂1工程概况高山隧道是黔张常铁路6座I级风险隧道之一,隧址位于湖北来凤县与咸丰县交界处,为双线隧道,全长3958.2m,最大埋深约365m㊂出口段设置平导,平导位于隧道左侧,距左线25m,平导长2662m㊂隧道通过地层均为可溶岩地层,属岩溶强烈发育区域㊂隧址区可分为三级台地,不同台地岩溶发育形态各异㊂D I K51+328(隧道进口)-D I K51+870段为土乐坪洼地斜坡地带,为一级台地与二级台地过渡地段,岩溶形态多表现为溶痕㊁溶隙,属于岩溶裂隙溶洞中富水区;D I K51+870-D I K52+390段为山体顶部缓坡地段,为一级台地,溶沟㊁溶槽㊁落水洞等极发育,属于岩溶裂隙溶洞中富水区,工程地质条件较差;D I K52+390-D I K54+872段为山体顶部,为二级台地,岩溶形态主要为落水洞㊁岩溶漏斗及隐伏暗河,属于岩溶裂隙溶洞水强富水区,工程地质条件较差;D I K54+872-D I K55+279段为三级台地,岩溶形态多表现为地表的溶痕㊁溶隙及小的溶蚀沟槽,属于岩溶裂隙溶洞水强富水区㊂2高山隧道溶洞处置技术高山隧道超前地质预报采用物探和钻探相结合的综合预报手段,钻探采用长孔水平钻和超前炮孔两种方式㊂根据实施的效果来看,长孔钻探对于溶洞预报,特别是大型溶洞的预报起到决定性作用㊂高山隧道溶洞揭示后对于溶洞形态进行了精确测量,高山隧道采用全站仪㊁三维激光扫描仪㊁无人机等测量技术进行测量㊂特别是对于巨型溶腔采用激光扫描云数据进行安全监测,对支护参数设计和洞内施工安全提供了安全保障㊂高山隧道根据溶洞的规模㊁地质情况㊁空间位置有针对性的制定了切实可行的处理方案,且方案实施效果良好㊂在高山隧道溶洞处理中高度重视水文情况,根据科学推演的早期径流通道均以管沟㊁泄水洞等形式预留过水通道㊂高山隧道根据溶洞的发育情况分别采用了回填㊁注浆㊁加强支护和衬砌㊁梁板跨结构等处理方法㊂2.1长孔超前钻探技术的应用除了采用物探手段完成高山隧道超前地质预报外,超前水平钻孔可以直观准确地探明钻孔范围内的地层岩性㊁岩体完整程度㊁岩溶发育情况等㊂为了提高钻孔效率和钻孔取心多种功能需求,项目配置了R P D-180C B R型多功能旋转冲击式钻机,最大钻孔深度150m,在溶洞揭示㊁处理过程中发挥了重要作用㊂高山隧道全隧贯通实施超前水平钻孔,单次钻孔长度30m,搭接5m㊂全断面布置钻孔6个,以一定的孔口角度向掌子面四周发散钻孔,如图1所示㊂施工中对D I K55+132.2掌子面进行了地质雷达探测,结论为D I K55+132-D I K55+123段围岩较当前掌子面相当,岩体较完整,局部较破碎;D I K55+53王献伟:浅析岩溶发育区铁路隧道溶洞处理技术第25卷第2期图1超前水平钻孔布置图F i g.1L a y o u t f o r a d v a n c e d h o r i z o n t a l d r i l l i n g h o l e s 123-D I K55+113段掌子面整体溶蚀裂隙及溶洞发育,溶洞向下发育,部分泥质充填㊂根据地质雷达扫描情况,在D I K55+132.2掌子面实施超前水平钻,与上循环水平钻搭接5m㊂其中4个钻孔在D I K55+128.2-D I K55+119.5钻孔压力减少㊁钻孔速度加快,显示存在无水溶洞㊂该溶洞从D K55+ 128开始发育,沿洞身往小里程延伸至D K55+120左右,在D I K55+117-D I K55+110段继续发育,呈底部相连通的两个2个竖向发育的金椭圆状溶洞,均无填充,局部洞壁和洞顶见有滴水㊂施工中对D I K55+801掌子面进行地质雷达探测,D I K54+772-D I K54+786段,深度2~9m范围内线路右侧及中部溶蚀裂隙及溶洞发育范围内线路右侧及中部溶蚀裂隙及溶洞发育,部分填充,岩体较破碎㊂探查成果报告分析该段围岩为岩溶发育区,在D I K54+795掌子面进行了超前水平钻孔,钻孔预报范围为D I K54+795-D I K55+119.5钻孔揭示在前方10~12m揭示到溶洞,无水㊁无充填物,其余部分整体匀速钻进未揭示到溶洞㊂根据探测结果判断,溶洞无突水突泥风险,在掌子面D I K54+784上台阶线路右侧边墙揭示一无充填型溶洞㊂该溶洞走向与洞身走向约呈50ʎ夹角向平导小里程方向延伸,延伸长大于10m,向掌子面左侧边墙结构外延伸约4m后呈溶隙状向外延伸,拱顶向上延伸最高处约3m,向下台阶延伸约4m,溶腔宽0.2~ 0.8m,开挖后底部有少量积水㊂2.2精确测量的应用溶洞揭示后为保证方案的有效可行性,需要准确测量溶洞与线路的关系,溶洞发育的规模及洞壁围岩稳定情况,为溶洞安全㊁快速处理提供依据㊂在溶洞体型及线位关系测量中,为了方便测量与计算,所使用坐标系统应与施工坐标系一致,高山隧道D K53+678巨型溶洞测量坐标系采用C G C S2000国家大地坐标系,高程基准采用1985国家高程基准㊂在隧道仰拱顶面设2个基准点,距离溶洞大于150m,保证基准点稳定且不受后期溶洞施工影响㊂溶洞断面测量采用三维激光扫描仪测量数据云进行剖切整理成间距1m间距横断面㊁纵断面㊁平剖断面㊂溶洞安全监测采用全站仪自由设站辅助三维激光扫描仪㊂首先是数据的获取与预处理,将溶洞垂直于施工支洞方向平均划分为6个监测区域,在每个监测区域的溶洞底部约中间位置架设三维激光扫描仪,设定最高扫描精度及有关参数,放置三张标靶纸,然后对该区域进行精确扫描㊂再利用全站仪在最佳位置进行自由设站,最少测量三个工作基点以保证有一个多余观测进行检核,对标靶纸的坐标进行精准测量㊂该方式的优点是无需设置标靶球,不涉及到点云数据的拼接,获取的数据精度较高㊂间隔一定时间对溶洞进行一次扫描,利用F A R O S c e n e6.2软件和G e o m a g i c C o n t r o l检测软件对激光扫描仪两次扫描数据进行溶洞侧壁和顶部的位移变化分析,及时掌握溶洞围岩发展趋势㊂2.3水文地质情况分析水对可溶岩的侵蚀形成了溶洞,在勘察设计阶段,对隧道所处地区的水文地质资料进行了探查㊁收集,并制定了相应的排水措施避免隧道施工㊁运营产生突涌水灾害风险㊂D I K52+310-D I K52+289溶洞水处理情况如下:通过T S P显示D I K52+341-D I K52+270段围岩整体节理裂隙较发育,局部溶蚀裂隙发育,裂隙水较发育㊂D I K52+318的超前水平钻孔在D I K52+ 300处揭示到纵深0.5m的溶隙,并有黄泥水流出,无压力,水量约7m3/h,3h后水质变清,水量减少㊂掌子面施工至D I K52+310时揭示一裂隙型溶洞,溶洞与隧道呈30ʎ斜交,溶洞内无水㊁半充填,充填物为黄泥沙㊂开挖过程中D I K52+304-D I K52+ 295段拱顶有滴水,D I K52+295-D I K52+291段为线状水㊂根据揭示情况在溶洞与隧道结构边墙相交处设置两个检查洞室,洞室底设置沉淀池,从拱顶溶洞回填面敷设打孔波纹管将水引至检查洞室㊂对该段隧632024年4月地质装备道进行地表调查及溶洞水流量监测分析㊂根据9个月的水量监测,在暴雨时溶洞最大涌水量为8300m3/d,小时涌水量可达4000m3,结合区域多年最大日降水量,计算溶洞最大涌水量为29682m3/d㊂最大涌水量大于隧道中心沟流量,超出水沟排水能力,且夹带泥沙易堵塞水沟㊂根据调查㊁监测结果,对溶洞处理方案进行补充,增加泄水洞排出溶洞水,并在隧底修建框架涵将两端洞室与泄水洞连通㊂2.4不同特性溶洞处理对策及效果分析高山隧道共发现大小溶洞30余处,根据溶洞的形态㊁规模㊁线位关系将这些溶洞分为6类,分别是洞口溶槽型溶洞㊁狭窄裂隙型溶洞㊁宽张裂隙型溶洞㊁落水洞型溶洞㊁腔穴式溶洞及厅廊式溶洞㊂D I K55+128-D I K55+110段为落水洞型溶洞,垂直线路㊂D I K55+128-D I K55+120溶洞自拱顶竖向发育,横向宽约11m出右侧边墙2m,竖向深度大于30m,D I K55+117-D I K55+110溶洞自地表竖向发育,与地表落水洞相连通,横向宽约6m,隧底以下发育深度大于30m㊂本段溶洞处理可采取以下措施:①加强支护,设超前管棚;②仰拱底5m以下溶洞洞砟回填;③拱顶以上设2m厚护拱,并设轮胎缓冲层;④封闭地表落水洞;⑤基底上部采用梁+板跨通过㊂D I K53+655-D I K53+722段为厅廊式溶洞,横跨线路㊂厅堂状溶洞长约100m,宽约32~63m,高约46~65m,溶洞底板自线路左侧向右侧约呈13ʎ向下倾斜,在厅堂状溶洞南端尽头又以裂隙型溶洞继续向远离线路方向左右延伸;正洞跨越溶洞长度约71m,与溶洞约呈42ʎ夹角,拱顶以上溶洞高约2~8m,隧道轨面以下溶洞深约36~57m㊂本段溶洞处理可采取以下措施:①增加辅助施工通道,保证隧道施工㊁溶洞处理顺利进行;②溶洞内采用普通洞砟及加工洞砟回填,对回填体进行注浆;③回填体以上5m范围内采用掺5%水泥级配碎石分层填筑㊁碾压㊁压实;④对洞壁及洞顶采用喷锚网加固;⑤加强岩溶段支护;⑥施工㊁运营期间对溶洞进行沉降㊁变形㊁应力监测等㊂3结语根据现场溶洞处理的情况,总结出以下几条可供参考的经验:①无论溶洞是否有水,都要根据水文分析留出过水管路或泄水洞;②对于有软弱填充物溶洞,采用Lȡ8m,入岩ȡ4m,直径89m m长锁脚锚管,以加强初支拱架支撑刚度;③基底以下软弱填充采用直径300m m钢管桩群桩加固;④基底以下较大溶洞采用回填(注浆)+梁板跨结构,洞侧溶洞回填厚度不小于2m,洞顶溶洞采用混凝土回填+缓冲层结构;⑤二次衬砌提高等级,一般要增设钢筋㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]史世雍,梅世龙,杨志刚.隧道顶部溶洞对围岩稳定性的影响分析[J].地下空间与工程学报,2005,1(5): 698702,716.S H I S h i y o n g,M E I S h i l o n g,Y A N G Z h i g a n g.R e-s e a r c h o n t h e I n f l u e n c e o f K a r s t c a v e i n t h e r o o f o f t u n n e l o n s t a b i l i t y o f s u r r o u n d i n g r o c k[J].C h i n e s e J o u r 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1.2 地下径流模数法计算结果
根据资料，地下径流模数法计算如公式（2）所示。
Q=86.4×M×A
（2）
式中 ：M 为地下径流模数 ；A 为地下集水面积。 经计算，隧道平常期涌水量 Q1=86.4×15.5×21.1=28257m3/d；
雨季涌水量也按平常期涌水量的 2.5 倍考虑，即 Q2=2.5×28257= 70642.5m3/d。
隧址区具溶蚀峰和槽谷地貌，高程最低点约 153m，最 高点约 524m，高差约 371m。在坡度方面，区内斜坡坡度为 20° ~60°，局部较陡，存在陡坎或陡崖，地表植被较为发育。 在地层岩性方面，第四系地层主要为残坡积膨胀土和崩坡积 块石土，下覆基岩主要为三叠系马脚岭组灰岩、白云岩。
根据区域地质资料，在 DK70+950m 处穿越香子南 1 号 逆断层，其与线路交角约 39°，两翼均为灰岩、白云质灰岩 及白云岩 ；在 DK71+408m 附近穿越香子南 2 号断层，其性 质不明，与线路交角约 42°，断层两翼均为灰岩。
土与锚杆融为一体。DK67+730m 断面溶洞在底板采取“混 凝土回填”措施，拱腰采取“混凝土回填 + 锚杆”措施，其 施工流程与前一溶洞相近。结合上述处理措施，两溶洞的处 理如图 2 所示。
3 岩溶段处理效果评价
根据工程实际情况，变形是隧道施工过程中的必要步 骤，也是支护结构稳定状态的直观体现，因此，提出根据溶 洞段处理后的变形分析及预测来评价溶洞处理效果。
公式（8）所示。
p
q
∑ ∑ zt = ϕm zt−m − θ jat− j + at
=m 1=j 1
（8）
式中 ：zt 为误差预测值 ；φm 为自回归参数 ；p、q 为回归阶 次 ；at 为白噪声 ；θj 为滑动参数。

铁路隧道工程岩溶段施工处理技术[摘要]岩溶处理具有很强的综合性和技术性，岩溶段对铁路隧道施工造成了很多地质方面的问题，合理处理岩溶段不仅对隧道施工有关键性意义，同时又能保证隧道施工及列车运营的安全性。

基于此，本文结合九万大山二号隧道实际情况，在阐述岩溶施工处理原则的基础上，着重分析岩溶段施工处理技术在铁路隧道工程中的具体应用。

分析结果表明，处理岩溶段的方法有很多，不同方法有其独特的适用范围，为保证处理效果，需要结合工程特性，合理选择与之相适的处理技术，才能为铁路隧道施工提供技术支持和理论指导。

[关键词]铁路隧道；岩溶段；处理技术；隧道支护岩溶是地表水及地下水，对可溶性岩层进行化学侵蚀、机械侵蚀、沉积作用等，形成的地下溶蚀现象。

岩溶发育基本要求比较多，涉及到岩石的可溶性、裂隙，地表水或者地下水的侵蚀性、流通性等。

我国是岩溶地区分布比较广国家，在铁路隧道施工中，经常会遇到岩溶段，对隧道施工造成的影响具体表现为结构物部分或者全部呈现悬空状态，降低围岩使用的可靠性，对施工造成了较大的难度和安全隐患，如何保证岩溶地段施工的安全性、技术性及可靠性是岩溶段施工处理亟待解决的问题[1]。

如果岩溶位于铁路隧道的上方或者侧翼，则处理难度比较小，如果位于隧道底部，则比较棘手，需要酌情处理，以满足隧道基底承载力的要求，保证列车运营的安全性。

基于此，开展铁路隧道工程岩溶段施工处理技术研究就显得尤为必要。

一、工程概述隧道长6199m，进口端位于贵州荔波县捞村乡附近，出口端位于广西环江毛南族自治县木论乡东山村洞肯沟槽。

隧道进口有乡村便道可以到达洞口附近，交通条件一般；出口仅有羊肠小道通往，交通困难；隧道属中低山溶蚀峰丛洼地地貌，洞身地段多为峰丛、洼地和槽谷，地形起伏较大，坡陡沟深，绝对高程390～880m，相对高差最大达490m，自然坡度一般20～60度。

山顶孤峰多为陡崖。

隧道最大埋深446m。

九万大山二号隧道共穿越1条断层，2处可溶岩与非可溶岩接触带；九万大山三号隧道穿越4处溶岩，隧顶有2个与隧道工程关系密切的洼地，其中Ⅰ类洼地1个，Ⅱ类洼地1个；九万大山四号隧道洞身穿越4条断层，1处可溶岩与非可溶岩接触带。

朱砂堡二号隧道特大型岩溶空腔处理技术林本涛;巩江峰【摘要】350 km/h高速铁路隧道无砟道床对基础的工后沉降要求高,隧道通过溶岩地区岩溶充填溶洞、巨型空腔和暗河时控制基础沉降将成为关键因素.文章结合朱砂堡二号隧道特巨型岩溶空腔及暗河的处理,对比分析了基础梁跨、弃渣回填和大体积空心混凝土回填等方案,得出大体积空心混凝土回填在处理隧道基底大型空洞上具有便捷、安全、经济、沉降易控制、施工难度低等特点.给出了巨型岩溶空腔洞壁工程处理措施建议、大体积混凝土施工工法、岩溶暗河水的处理方案等,对类似工程的设计及施工具有良好的借鉴意义.文章创造性地提出了在大体积混凝土中竖向设置孔洞并间隔设置横向联系层的结构,充分利用混凝土抗压性能,最大限度的节约混凝土用量,又较好的解决大体积混凝土结构的水化热问题.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2016(007)003【总页数】6页(P91-96)【关键词】铁路隧道;岩溶空腔;暗河;大体积混凝土【作者】林本涛;巩江峰【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031;中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U452.1+1随着国民经济在“十二五”期间的快速发展，我国铁路事业建设发展迅速。

铁路隧道建设水平得到极大提高，交通建设呈现出从平原微丘向西部山岭重丘的发展趋势，隧道将大量出现，其中在各种复杂和恶劣地质条件下的长大隧道数量也急剧增加，因此建设过程中遇到的岩溶问题越来越多。

虽然岩溶地区隧道建设风险越来越受到重视，但是由于岩溶隧道的复杂性，不可预测性以及目前的认识水平，特别是在隧道穿越特大型岩溶空腔处理的研究和工程实践方面几乎为空白，以长昆线朱砂堡二号隧道建设经验为例开展隧道特大型岩溶空腔处理研究，具有非常重要的现实意义，对岩溶地区类似工程也具有非常重要的指导作用。

朱砂堡二号隧道位于贵州省凯里市境内，位于长昆铁路玉屏东—三穗东车站区间，全长505 m，设计为双线时速350 km/h，隧底铺设无砟轨道道床，要求隧道基础工后沉降小于15 mm。