隧道通过岩溶地段的施工技术

岩溶地道施工工艺一、工艺概括：溶洞是岩溶现象的一种。

它是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本呈水平方向延长的通道。

岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂痕和空洞以及因为空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、凹地等类现象和作用。

我国石灰岩散布极广，在这些地域修筑地道常会碰到溶洞，所以一定高度重视超前地质预告，及时认识前面围岩状况，以便在此后施工中能够灵巧应付。

本施工段里程为 DK166+360 ～DK168+860 ，设计主要为Ⅱ级围岩。

依据设计方地质检查本施工段的不良地质主要为溶洞，洞内从前有流水，现以干枯，剖析可能有暗河。

在实质施工过程中发现溶洞多出此刻Ⅱ级围岩中间，溶洞呈不规则发育，多为蜂窝式岩溶槽，呈不规则形状，近似于蜂窝的形式，溶洞内常常内侵害性水切割岩体形成不规则倒悬挂体，此中有一些溶沟、溶柱等其余几何形式的岩溶产物，钟乳石颜色多呈白色晶状体，易碎、无承载能力，在岩溶槽内有小范围渗水，在施工扰动的状况下简单零落、掉块。

也有部分岩溶洞内为大块岩体，切节理张开极不稳固，岩石被黄土夹层包围，溶洞表面附有结晶状钟乳石，并且溶洞与正常围岩呈显然断层，内部夹有粒径不等的碎石。

岩溶槽大多数出此刻地道顶拱及双侧拱肩左右。

二、工作内容：1 、超前物探，必需时进行钻探； 2、判断岩溶规模、散布状态、充填及赋水状况； 3、拟订溶洞办理方案，如超前预注浆、钻孔排水等； 4、洞窟办理。

三、施工准备：1、岩溶地道应编制确实可行的及时性施工组织设计。

岩溶地道应独自编制预防突水突泥，涌水和坍塌等地质灾祸实行性施工组织设计，并拟订包含技术、组织、安全、抢险、救护等技术组织举措。

2、岩溶地道施工应把超前地质展望预告作为一道施工工序归入整个施工中，设置突发性事件指挥中心，编制专项突发性事件应抢营救方案。

3、增强安全技术培训，岩溶地道施工前一定对员工进行安全生产教育和培训、保证从业人员具备必需的安全生产知识，掌握岩溶地道施工突发性事件逃生知识。

岩溶隧道施工一、工艺概述主要是指隧道通过可溶性岩层（石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等地层）的施工。

岩溶隧道断层破碎带、富水地层施工前须根据设计提供的水文地质资料，结合现场实际情况，进行岩溶情况调查，分析岩溶分布范围和类型，根据岩溶发育的具体情况制定具有针对性的超前地质预报措施和施工方案。

二、作业内容主要作业内容有：岩溶调查、超前地质预报、岩溶段施工方案的确定、钻孔注浆施工等。

三、质量标准及验收方法岩溶段施工情况较为复杂，施工工序很多，钻孔注浆是最常用的施工措施。

1、钻孔岩溶隧道施工地质钻机钻孔作业允许偏差和检查方法必须符合规定。

2、注浆（1）岩溶隧道注浆作业检查方法必须符合规定：（2）注浆防水选用的注浆材料质量应符合设计要求。

（3）浆液配合比设计应符合设计要求。

(3)注浆效果必须符合设计要求。

(4)注浆压力、注浆量、注浆时间等注浆参数应符合设计要求。

(5)注浆孔数量、布置、间距、孔深应符合设计要求。

(6)注浆对地表的影响应符合设计要求。

(7)超前预注浆后的渗水量应小于设计值。

四、工序步骤及质量控制说明1、施工准备1.1完成岩溶段施工的施工方案的编制、会审和报批工作，并进行技术培训和交底。

1.2人力资源准备。

1.3主要材料准备。

1.4主要施工设备。

2、施工调查2.1岩溶调查2.1.1仔细阅读设计施工图纸的地质、水文资料，根据设计施工图纸提供的地质纵断面图，判断隧道是否通过可溶岩地段，分析出各段的位置。

并对岩溶地段的地形地貌作地表调查，尤其是石芽、溶沟、溶槽、暗河、落水洞等的位置、形状、大小以及其影响范围，并对地表水流向进行详细的调查，弄清其与隧道的位置关系。

2.1.2根据设计施工图纸的地质、水文资料和调查情况逐一对可溶岩地段进行地层、结构、岩溶发育规模、水量和物探等方面的分析，评估对隧道的影响大小。

2.2地质预报2.2.1根据岩溶调查的结果，选取相对应的地质预报措施，并编制各岩溶段的地质预报方案。

岩溶隧道施工安全技术与风险控制一、风险分析岩溶隧道施工常遇到的地质问题包括溶洞、暗河和水囊等。

一些溶洞位于隧道底部，需要对这些溶洞进行填充处理，但是填充物松软且深，当进行隧道基底施工时，易出现不均匀沉降现象；岩溶隧道施工会遇到大的水囊和暗河，一旦挖通岩壁或者水囊和暗河冲破岩壁，会有大量的岩溶水或者泥沙水涌入隧道；岩溶隧道施工会遇到饱含水分的充填物溶槽，一旦坑道掘进到其边缘时，将会有大量的含水充填物不断涌入隧道，造成地表开裂，山体压力剧增；此外，还有一些溶洞和暗河迂回交错的岩溶隧道，施工难度大。

在岩溶隧道施工中，除了具有一般隧道所具有的风险外，还主要存在以下风险：（1）未进行超前地质预报或预报方法太单一等不安全行为，一旦发生突发性突涌水事故，易发生重大人员伤亡事故，造成施工设备和器械浸泡、隧道内有轨和无轨道路中断、隐藏在水中的尖锐物体对人员造成意外伤害等。

（2）若对岩溶水处理不当，例如随意排放岩溶水，可能造成泥石流灾害。

（3）在溶洞充填体中掘进时，若不提前注浆加固，在掘进过程中极易造成塌方冒顶事故。

（4）钻炮眼前，若前方有地下承压水体但未进行超前钻孔探测，密集的炮眼会削弱掌子面的承载力，在钻眼时极易造成突水灾害，也可能在爆破瞬间发生突水灾害。

（5）长进尺、大药量爆破可能引发隧道坍塌冒顶事故，也可能引发突涌水灾害。

（6）当隧道只有一侧遇到溶洞时，若先开挖另一侧，可能造成片帮甚至塌方事故。

（7）施工中若未处理溶洞顶板危石，或高处处理危石时安全措施不当，可能造成物体打击伤害或高处坠落伤害。

（8）探明溶洞水流后，未进行排水减压或排水减压方法不当，可能造成突涌水灾害。

（9）二次衬砌施工前，未检查处理拱部、底板、侧边墙范围内的有害空洞，可能造成隧道坍塌，或给运营期间的安全留下隐患。

二、风险控制重点（1）杜绝不进行超前地质预报的不安全行为。

（2）在溶洞充填体中掘进前，现场盯控进行注浆加固。

（3）杜绝长进尺、大药量爆破的不安全行为。

岩溶隧道大型充填型溶洞综合施工技术摘要：隧道开挖穿越岩溶时，施工方案必须综合考虑安全、环境保护、运营安全、经济效益等因素，一次处理到位，可提高结构可靠性，减少隧道病害。

本文结合纳黔高速公路叙岭关隧道K43+068溶洞群的处理，重点对岩溶隧道大型充填型溶洞的综合处理技术进行分析和探讨，以供同类工程借鉴和参考。

关键词：隧道岩溶处理措施1．工程概况叙岭关隧道地处四川省叙永县境内，为上下行分离的特长隧道。

隧道左线起止桩号为ZK40+015～ZK44+082全长4067m，右线起止桩号为K40+060～K44+077全长4017m。

隧道净宽10.25m，净高5 m，设计行车速度80Km/h。

海拔高程在950m～1400m之间。

隧道地层岩性极其复杂，洞口部为粉质粘土、角砾土、圆砾土等，进洞后岩性主要为浅灰、深灰、灰褐及灰黑生物碎屑灰岩、白云质灰岩及灰岩，隧道中部为灰绿色、黄绿色泥岩、钙质粉砂岩、夹泥质灰岩，其中：左线Ⅲ级围岩段长度为685m、Ⅴ级围岩段长度为1196m、Ⅳ围岩段长度为2186m；右线Ⅲ级围岩段长度为628m、Ⅴ级围岩段长度1028m、Ⅳ围岩段长度为2359m。

隧道进、出口段为岩溶强烈发育带，隧道洞身岩溶段位于垂直管道发育带，地表负地形、洼地、溶洞较发育，为岩溶中等发育带。

隧道进出口各穿越一次含煤地层（P1L），岩性主要为灰、灰白色薄层泥岩、砾岩夹碳质泥岩及煤线等，厚度较小。

岩溶为本隧道的主要地质病害，是施工过程中的重点防范对象。

2．岩溶情况叙岭关隧道右洞掘进至K43+068处时，左侧拱顶偏左位置揭露出一大型充填型溶洞群。

该溶洞群以K43+068溶洞口为中心，向前、后、左三个方向发展。

向前发展的1#溶洞宽度7-15m，长约100m。

洞内水流量大，1#溶洞洞尾有一出水口，水流量大于6L/s。

1#溶洞前70m基本上从隧道轴线偏左的洞顶通过并侵入隧道界限内，后30m逐渐向左偏移到洞身外，但洞底距隧道洞身的覆盖层最厚处不超过3m。

隧道岩溶高压涌水、突泥施工措施暗河主管道在隧道以上发育，是引导产生大型地下水突出的最不利地段。

因此对岩溶水及暗河的妥善处理是防止岩溶高压涌水、突泥问题出现之关键。

施工中将根据设计地质资料、结合超前预报资料和现场实际，查明暗河溶洞分布范围、类型、规模、发育程度、地下的情况等。

对暗河地段，采用注浆堵水、限量排放，分部开挖，及时封闭，衬砌紧跟，加强量测，确保安全。

对隧道穿越暗河地段分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。

超前探测：采用超前钻孔探测等多种手段进行地质预报，并预测开挖工作面前方一定范围内水情况，以采取相应的施工措施及支护手段。

施工对策及主要技术措施：穿越高水压段的施工处理主要由围岩注浆固结圈、喷锚支护、排水系统、抗水压衬砌结构四部分组成。

围岩注浆固结圈：通过注浆封闭，加固、提高岩体完整性，使其成为具有止水和承载能力的结构体，形成围岩注浆固结圈，以限制排水量，实现限量排放，并与喷锚支护一起共同保证施工期间洞室稳定及安全。

注浆方式采用超前帷幕预注浆、径向注浆、局部注浆、补注浆四种形式。

超前帷幕预注浆：每一循环长度30m，注浆加固的固结范围为衬砌轮廓线外3m。

开挖后径向注浆：固结范围正洞为衬砌轮廓线外5m。

局部注浆分为局部超前注浆、开挖后局部注浆等几种。

根据超前地质预报探明的局部岩溶实际分布（定位、定量）或开挖后地下水渗流状态分别采用。

补注浆为按上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆手段一种或多种进行补充注浆。

喷锚支护：喷锚支护由20cm厚C20钢钎维喷射混凝土，拱墙系统锚杆组成，Ⅴ级围岩辅以格栅钢架，使其与注浆加固结圈共同组成限流体系，同时具有维护注浆固结圈结构性能的作用。

保证施工期间洞室稳定。

防排水网络系统：在喷锚支护与模筑混凝土衬砌之间全环铺设复合式防水板，设置纵、环向排水盲沟将水引入侧沟排出，施工缝嵌钢片或橡胶止水带，形成完善的防排水网络系统。

抗水压衬砌：采用C30钢筋混凝土，其净空预留20cm补强或衬砌结构调整空间。

立志当早，存高远
岩溶地区隧道施工技术
、雨季水量有无增长)等情况，分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。

引排
1、当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵。

在查明水源流向及其与隧道的位置关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施，渲泄水流，或开凿泄水洞，将水排出洞外。

其施工方法可参照图(1);
2、当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，应在适当距离外，开凿引水斜洞(或引水槽)，将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排，其施工方法可参照图(2)。

堵塞
1、对已停止发育、径跨较小，无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，其施工方法可参照图(3)，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础;
2、拱以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用锚喷支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理，其施工方法可参照图(4)。

跨跃
当溶洞较大较深;可采用梁、拱跨越，但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上，必要时用圬工加固。

隧道在不同部位遇到溶洞跨越措施：
1、当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该则的边墙基础通过，其施工方法可参照图(5);
2、当隧道底部遇有较大溶洞并有流水时，可在隧底以下砌筑浆砌片石支墙，支承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水，其施工方法可参照图(6);。

高速铁路隧道工程岩溶段施工技术摘要：近年来，社会进步迅速，我国的各行各业建设的发展也有了创新。

分析高速铁路隧道穿越岩溶地段施工中常出现的塌方、突泥等事故，并在此基础上灵活选择岩溶处理施工技术，达到提前发现溶洞、快速高效处理不同形态溶洞以及保证围岩加固效果等系列目标，进而促进了高速铁路隧道工程安全顺利进行。

关键词：高速铁路；隧道工程；岩溶段施工技术引言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。

修建高速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。

可见，对高速铁路隧道岩溶段的施工处理技术进行研究至关重要。

1综合超前地质预报岩溶发育复杂多变，形态各异，建立适合白马山隧道的超前地质预报系统，精准地判断岩溶的发育情况对隧道施工安全及施工进度至关重要。

目前国内外超前地质预报的主要手段有地质调查法、地质雷达法、瞬变电磁法、弹性波反射法、超前地质钻探法，详见图1综合地质预报配套模式示意图。

及时了解和掌握前方地下水情况，并根据地下水含量制定相应的处理措施。

为及时合理地处理塌方，保证隧道的安全和进度，结合现场塌方情况对原因进行了分析。

图1 综合地质预报配套模式示意图2帷幕注浆及大管棚施工作业面扩挖施工2.1大管棚施工根据帷幕注浆设计图及大管棚设计图进行拱顶范围扩挖，同时在拱脚两侧考虑排水沟及集水坑设置部位开挖，具体尺寸见图2帷幕注浆及大管棚导向墙施工扩挖断面示意图。

图2帷幕注浆及大管棚导向墙施工扩挖断面示意图2.2帷幕注浆施工。

注浆方式采用分段前进式注浆，每端注浆长度20m，帷幕注浆每端共196个孔，注浆孔开孔直径108mm，终孔直径90mm。

(1)钻机就位钻机要求与已设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。