宜万铁路隧道岩溶规模化处治技术

宜万铁路齐岳山隧道标准化管理实践刘伟【摘要】被列为铁道部标准化建设示范工点之一的宜万铁路齐岳山隧道,是高压富水断层及岩溶隧道的典型代表.隧道施工过程中遭遇10条断层,3条暗河,大小溶洞187个,其中22个规模较大.施工中穿越宽达253 m的F11高压富水断层,现场实测水压高达2.6 MPa,单孔涌水量达790 m3/h.参建各方以标准化管理为保障,以科研攻关为突破口,齐心协力,奋勇拼搏,成功攻克了这一世界级隧道修建难题.本文根据标准化管理的要求和现场施工实践,对齐岳山隧道标准化管理经验进行了初步总结,以期对今后类似工程特别是复杂岩溶地区高风险隧道施工管理提供借鉴.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】3页(P24-26)【关键词】宜万铁路;齐岳山隧道;岩溶隧道;标准化管理【作者】刘伟【作者单位】铁道部宜万铁路建设指挥部,湖北恩施,445000【正文语种】中文【中图分类】U455随着国民经济的快速增长和人们对安全、快捷、舒适出行的需要,铁路建设体现出“大规模、高标准、快速度”的特点。

为保证又好又快地推进大规模铁路建设,铁道部于2008年提出推行铁路建设标准化管理,实现安全、质量、工期、投资、环保和技术创新“六位一体”的管理要求,确保铁路建设实现精品工程、安全工程的目标。

大力推行铁路建设标准化管理,有效提高铁路建设管理水平,高标准、高质量、高效率地完成大规模铁路建设任务,是铁路建设落实科学发展观的重要内容,是贯彻“高标准、讲科学、不懈怠”要求的重要途径,是落实“六位一体”管理要求的重要抓手,是建设精品工程和安全工程的客观要求,是提高企业管理水平和发展实力的迫切需要。

推行铁路建设标准化管理,必须以工程质量安全为核心,落实项目建设技术标准,充分借鉴国内外铁路建设的成功经验,不断研究铁路建设新情况,探索高速铁路建设规律,以科学的态度、科学的方法提高我国铁路建设管理水平;要发扬永不自满、永攀高峰的精神和作风,坚持不懈、持之以恒,圆满完成每一个重点建设任务,实现铁路又好又快发展。

宜万铁路岩溶隧道综合超前地质预测预报技术谢衔光(中铁西南科学研究院有限公司　成都　610031)摘　要　本文通过目前在建的宜(昌)万(州)铁路复杂岩溶隧道综合超前地质预测预报工作实践,对综合超前地质预测预报的各种手段、耗时及准确度进行了分析,对各种预报手段的适应性进行了比较,论述了各种预报手段的优缺点。

关键词　隧道　岩溶　超前地质预报　分析　比较1　主要地质问题及施工风险简介宜万铁路隧道工程穿越典型的鄂西碳酸盐岩地层,也是我国岩溶最发育的地区之一,碳酸盐岩地层总长度占整个隧道全长的70%以上。

在22座长、特长隧道中,碳酸盐岩隧道(部分或全部)达19座。

多座长大岩溶隧道穿越暗河,在暗河的下部通过,如白云山、五爪关、八字岭、野三关、大支坪、马鹿箐、齐岳山、别岩槽隧道等;多座隧道穿越区域大断裂,如白云山、五爪关、八字岭、野三关、大支坪、云雾山、齐岳山、别岩槽等隧道。

归结起来,主要存在下列地质问题:(1)极发育的岩溶、岩溶水隧道在穿越岩溶地区时,可能遭遇大型岩溶洞穴、暗河或管道流,发生大型突水突泥,并可能引起地面岩溶塌陷,地表水源枯竭等环境地质灾害,危害极其严重。

(2)断层破碎带宜万线多座长大隧道穿越规模宏大的区域性大断裂,可能发生大型塌方,将直接给隧道施工带来艰巨工程。

(3)煤层瓦斯及天然气本线多座长大隧道穿越上述煤系地层,可能遭遇有害气体,造成安全事故。

(4)高地应力宜万线多座长大隧道的埋深大于500m,最大埋深达800余米,且构造复杂,存在高地应力而引发硬质岩岩爆和软质岩变形等地质问题。

因此,宜万铁路是铁路系统公认目前在建的有极高施工风险的铁路项目之一。

在开工之初,业主就明文规定将“隧道综合超前地质预测预报工作”视为必备工序,严加控管,亦即超前地质预报工作不到位,禁止开挖,以有效规避施工风险。

但限于目前预报手段的制约和判释能力上的限制,依然存在预报失准现象,尤其在开工后的3年内较为突出。

该项目于2004年6月正式大面开工建设,此后2005年1月21日马鹿青隧道发生特大型突水突泥,鲜活的11名作业工人瞬间化为乌有;2007年8月5日,全线第一长隧(长度13.833km)-野三关隧道发生特大型突水突泥(图1),一举夺取10人生命,直接经济损失为1300余万元;2007年11月20日,高阳寨隧道进口高陡边坡发生大型塌方(图2),造成35人死亡,1人受伤,直接经济损失近1500万元。

宜万铁路工程特点难点分析及对策措施吕小应;胡子平【摘要】宜万铁路地形困难、地质复杂,山峦起伏、河谷深切,工程设计及施工难度极大.设计中,认真研究宜万铁路极其复杂的自然条件和设计施工技术,采取有效的措施尽量降低工程实施难度;通过科研攻关确保设计可行、实施可行;密切跟踪现场施工,及时完善设计、指导施工.有效地降低施工风险,确保铁路运输安全.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2006(000)0z1【总页数】3页(P70-72)【关键词】宜万铁路;工程地质;岩溶隧道;桥梁;工程特点【作者】吕小应;胡子平【作者单位】铁道第四勘察设计院,武汉,430063;铁道第四勘察设计院,武汉,430063【正文语种】中文【中图分类】U2宜万铁路是进出川渝地区的东通道之一，是加强我国西部与东部地区联系的重要纽带。

修建宜万铁路对完善路网布局，加快沿江区域经济发展，促进沿线国土开发和社会进步，加快少数民族地区脱贫步伐，增强民族团结等具有十分重要的意义。

宜万铁路东起既有鸦宜铁路花艳站，西止既有达万铁路万州站，线路全长377 km，工程总投资167亿元；宜昌东至凉雾段为沪汉蓉快速大能力通道的重要组成部分，全长288 km，计划一次建设复线，增加投资约60亿元，见图1。

图1 新建铁路宜万线宜昌至万州段线路平面示意1 工程建设特征和难点分析宜万铁路全线位于鄂西渝东山区，线路走行在长江和清江分水岭南侧的半坡山区，其中70%的线路位于灰岩地区，铁路沿线山高壁陡、河谷深切，地形极其困难；线路处在东西向构造带、新华夏系构造带及其复合部位，地质构造极其复杂，不良地质普遍，岩溶广布而复杂。

由于其困难和复杂的地形和地质条件，宜万铁路是目前国内已建铁路和在建铁路中最困难的复杂山区铁路之一，其建设集中了“西南山区铁路建设之大成”，号称赛“三昆(南昆、内昆、成昆)”超“两宝(宝成、宝兰)”，是一座典型的地质博物馆。

其岩溶发育、突水、突泥的风险程度、规模和工程处理难度为国内外罕见，工程极为艰巨，施工风险极大。

谈隧道富水溶洞处治技术摘要：隧道建设过程中，富水溶洞地质结构是一种比较常见的地质灾害，常见于西南地区隧道的施工建设中，隧道底板横截面在浇筑过程如果出现尺寸较大的溶洞，对于工程的破坏性是极大的，甚至会导致隧道的坍塌。

鉴于不同条件地质构造的溶洞系统，隧道底板工程建设应准确分析出溶洞结构，并建立施工模型，对于特殊连接体可以借助弹性桥梁，钢化板连接，在此基础上保证底板浇筑厚度大于最小安全厚度，为溶洞隧道的安全施工提供理论依据。

关键词：隧道底板富水溶洞处治技术本文以宜万铁路客运专线作为背景，结合施工过程中遇到的特殊溶洞性地质状况，并结合水文状况进行充分分析，阐述富水溶洞隧道底板浇筑的施工方案，探析溶洞隧道中岩体不稳定，以及流水侵蚀作用下对于隧道的底板保护工作。

一、富水溶洞地质灾害给隧道建设工程带来的危害富水溶洞系统常见于西南地区，是一种隧道建设以及公路建设过程中比较常见的地质灾害之一，就目前国际山体隧道施工部门所掌握的资料而言，由于富水溶洞造成的地表侵蚀以及岩体松动等问题，已经给隧道施工以及矿山开采造成了不可估量的损失。

就我国西南地区铁路及公路隧道施工而言，所有贯通线路中就有溶洞特征山体60万平方公里。

因此，富水溶洞的隧道底板建筑技术一直都是国内甚至世界都难以攻克的课题。

由于地域特征的特殊性，富水溶洞给隧洞施工带来了严重的威胁，我国西南地区目前已经建成的隧道中，几乎有一半以上都发生过富水溶洞地质灾害，所有隧道基本都不同程度地遭受过溶洞坍塌、加压造成的破坏，如已经建成的宜昌至重庆万州客运专线，通过大巴山脉的过程中，就有多处地点不同程度发生过由于溶洞腐蚀情况导致的隧道底板浇筑不稳等风险。

根据我国地质部门的相关统计，溶洞地貌在西南地区隧道施工中遇到的几率高达61%，其中水平轴线溶洞达到53%，其中又有36%的溶洞体接近垂直体特征，对于垂直体溶洞，由于受地势和引力的影响，水流的冲击效果表现得更加显著，且岩体出现水溶性特征已经能够分布于地表，目前施工部门的解决方法大多是通过提前勘测来规避与富水溶洞岩体的直接接触，这一方法也有效地防止了溶洞对于隧道工程的破坏，对于近地表的水平溶洞，溶洞尺寸比较大，横截面波及范围广，如果隧道施工路径与溶洞地表横截面有所接触，会导致地表结构不稳定，隧道顶部和底部受流水腐蚀严重，隧道内部岩体受到巨大压强的冲击而引起的隧道变形等，对工程建设产生巨大危害。

隧道高位穿越巨型溶洞处置及防护方案研究陈启辉; 郭毕钧; 王军; 孙亚飞; 于明洋【期刊名称】《《山东建筑大学学报》》【年(卷),期】2019(034)005【总页数】8页(P66-73)【关键词】隧道工程; 巨型溶洞; 施工处置; 安全防护【作者】陈启辉; 郭毕钧; 王军; 孙亚飞; 于明洋【作者单位】山东建筑大学土木工程学院山东济南250101; 中铁十四局集团建筑工程有限公司山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】U455.490 引言我国岩溶地貌分布十分广阔，西南地区岩溶发育强烈，按照一般标准[1]，岩溶规模＞1 000 m3的溶洞为特大型溶洞(即巨型溶洞)。

近年来随着交通建设事业的发展，隧道频繁遭遇穿越巨型溶洞的情况。

巨型溶洞岩溶地质情况复杂，严重影响隧道工程的开展，其施工处置过程中面临的挑战主要包括:(1)巨型溶洞体量巨大；(2)隧道穿越长度大或悬空高度大；(3)巨型溶洞形态特征差异大，洞壁及洞顶各区域稳定性不同，潜在的落石坍塌风险高；(4)巨型溶洞岩溶水的疏、排问题，洞内高压富水问题难以解决；(5)巨型溶洞原有充填物承载力不足或者回填、换填后的填体过厚，路基(桥基)沉降难以控制；(6)巨型溶洞顶板过高，洞内条件复杂，安全防护措施难以操作等。

目前，国内已有不少隧道穿越巨型溶洞的处置案例，薛斌等[2]介绍了宜万铁路对岩溶的规模化处理措施，其中包括数个巨型溶腔；龙麟宫隧道施工过程中揭示并处置了2处巨型溶洞[3-4]；野三关隧道[5]、齐岳山隧道[6]则分别遭遇了富水巨型溶腔等。

但隧道高位穿越巨型溶洞处置仍缺少系统的经验参照，比选方案往往不够充足，易出现处置不周的情况；在隧道穿越巨型溶洞安全防护方面也少有成型的技术经验，致使安全防护难以做到贯穿溶洞施工的各个阶段，防护措施难以做到临时防护与永久防护相结合。

为更好地解决这一难题，文章以黔张常铁路高山隧道巨型溶洞处置为依托，系统总结了近年来隧道工程穿越巨型溶洞的施工处置方案及施工安全防护方案，通过大量的比选和分析，提出了相应的处置方法及防护措施，可为今后类似工程提供参考。

宜万铁路八字岭隧道施工期岩溶突水灾害超前预报研究白明洲1　许兆义1　张庆云2(1.北京交通大学　北京市　100044　21吉林大学　长春市　130026)提要　八字岭隧道是宜万铁路的重要控制性工程,以现场调查和试验分析为基础,研究了隧址区的岩溶发育规律;结合资料分析,研究了岩溶山区隧道施工突水灾害的等级类型,探讨了分析方法。

针对八字岭隧道的工程地质和水文地质条件,研究了该隧道施工突水灾害危险地段和危险等级,为隧道施工防灾重点区段的确定提供了基础。

关键词　八字岭隧道　施工　岩溶突水　危险性Study on G eologic Prediction of K arst W ater Bursting H azardin the Course of B aziling Tunnel Construction of Yiw an R ail w ayBai Mingzhou 1　Xu Zhaoyi 1　Zhang Qingyun2(1.Beijing Jiaotong University 2.Jilin University )Abstract Baziling tunnel is a key controled project of the whole Y iwan railway.Based on field investigation and test analysis ,the paper firstly researches karst distributing rule of this zone ,and studies grade separation of karst water bursting hazard of this tunnel construction through analyzing in formation ,then discusses analytical methods ,finally con firms the risk zone and risk grade of karst water bursting hazard of the construction through analyzing specific geological and hydrogeological conditions of Baziling tunnel ,provides the basis for determin 2ing the key prevention sectors of tunnel construction.K eyw ords Baziling tunnel ;construction ;karst water bursting ;risk基金项目:铁道部科技开发计划项目(2003G 036-1)。

收稿日期:20200426基金项目:国家重点研发计划(2016YFC0802206)㊂作者简介:周关学(1966 ),男,1988年毕业于成都地质学院水文地质与工程地质专业,工学学士,高级程师㊂文章编号:16727479(2021)02003707城际铁路隧道大型溶洞特征及处理技术周关学㊀曾㊀诚㊀付开隆(中铁二院工程集团有限责任公司,成都㊀610031)㊀㊀摘㊀要:安顺至六盘水城际铁路茨冲一号隧道DK95+730~DK96+017段施工开挖揭示出大型溶洞群,采用溶洞形态测量㊁隧底岩溶物探探测㊁桩基地质钻探及补充调绘等综合勘察手段,查明隧道洞身及隧底大型溶洞的形态特征,以及该区域水文地质情况㊂提出相应的处理措施:隧道洞身采用混凝土护拱㊁护墙及C20混凝土加固;拱部采用 锚网喷+型钢钢架 防护;隧底采用桩筏㊁ 横向托梁+筏板 跨越和采用C25混凝土换填或回填,并加强隧道周边引排水措施,以确保岩溶水畅通㊂关键词:高铁隧道;大型溶洞;处理技术;溶洞特征;综合勘察中图分类号:U459.1;U452.1+1㊀㊀文献标识码:ADOI:10.19630/ki.tdkc.202004260002开放科学(资源服务)标识码(OSID):Characteristics and Treatment Technology of LargeKarst Cave of Intercity RailwayZhou Guanxue㊀Zeng Cheng㊀Fu Kailong(China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,Chengdu 610031,China)Abstract :The construction of the DK95+730~DK96+017section of the Cichong No.1tunnel of the Anshun -Liupanshui Intercity Railway revealed a large group of prehensive survey methods such ascave morphology measurement,tunnel bottom karst geophysical exploration,pile foundation geological drillingand supplementary mapping were used to find out the morphological characteristics of the tunnel body and thelarge karst cave at the bottom of the tunnel,as well as the hydrogeological conditions of the area.Thecorresponding treatment measures are proposed:for the tunnel body,adopt concrete arch protection,retaining wall and C20concrete backfill for compaction;for arches,adopt anchor net spray +steel frame protection;forthe tunnel bottom,adopt pile raft,transverse joist +raft slab span and C25Concrete replacement or backfill,and strengthen the drainage measures around the tunnel to ensure the smooth flow of karst water.Key words :high-speed railway tunnel;large karst cave;treatment technology;karst cave characteristics;comprehensive survey㊀㊀安顺至六盘水铁路(简称 安六铁路 )是贵州省第一条城际铁路,也是六盘水市至贵阳市的快速铁路通道,运营线路长度为124.65km,设计速度为250km /h [1]㊂安六铁路穿越云贵高原,沿长江水系与珠江水系分水岭山脊线行走[2],线路以25ɢ上坡由六枝溶蚀平原爬行到水城高原盆地,工程以短隧㊁浅埋隧道为主,浅表竖向岩溶发育,隧道施工开挖中易出现竖向发育的空溶洞㊂近年来,许多学者提出,工程地质测绘和岩溶水垂直分带是指导岩溶区选线设计的重要依据[3],岩溶区工程地质勘察应开展隧道涌水㊁突泥及大型溶洞等灾害的分析评估[4]㊂贵阳枢纽胡家坡隧道隧底溶洞采用混凝土回填处理[5];宜万铁路下村坝隧道隧底大型半充填溶洞采用桩基结构跨越溶洞[6];宜万铁路龙麟宫1号大型溶洞采用 路基强夯+注浆加固 处理[7];沪昆客专朱砂堡二号以及安六铁路对门寨隧道采用 弃渣+C20混凝土 分层间隔回填处理隧底大型空溶腔[8-9]㊂以下基于前人的研究,对安六铁路茨冲一号隧道大型溶洞形态勘察及处理技术进行研究㊂1㊀溶洞所处的岩溶地质环境1.1㊀地层岩性与地貌特征安六铁路位于云贵乌蒙山区,为侵蚀构造低中山地貌㊂测区地面高程1560~2084m,相对高差524 m,地形绵延起伏,山梁与深谷相间分布,基岩多裸露㊂隧址区主要穿过石炭系地层,为石炭系上统马平群和中统黄龙群石灰岩地层㊂隧道进口DK95+730~ DK96+017段为石炭系中统黄龙群浅灰色厚层块状致密灰岩夹生物灰岩及鲕状灰岩㊂茨冲一号隧道进口里程为DK95+175,出口里程为DK96+645,全长1470m,为双线隧道㊂进口DK95+730~DK96+017段为石炭系中统黄龙群浅灰色厚层块状致密灰岩,DK95+730开始出现溶洞,DK96+ 017溶洞群结束㊂揭示主要溶洞发育段有:DK95+ 730~DK95+785㊁DK95+794~DK95+805㊁DK95+945~ DK96+017,各溶洞内均发育多个支洞,溶洞内几乎无充填物,溶洞空间较大,隧道洞身及隧底多位于大型溶洞内㊂1.2㊀地质构造隧区处于黔西山字形构造体系前弧西翼的主干构造白泥滥坝向斜内,位于南丹 紫云 六盘水大断裂北侧,是扬子板块南缘内陆较大的断裂,控制着周围地区盆地沉积和构造样式,为逆冲和走滑断裂㊂受区域断裂构造影响,该段地层倒转,为老地层石炭系中统黄龙群倾覆于新地层石炭系上统马平群之上㊂单斜构造,岩层产状为N10~20ʎW/50~65ʎNE,两组张性节理为E-W/65~85ʎS和S-N/50~70ʎW㊂在一定岩溶化作用下,形成岩溶裂隙及岩溶管道,控制测区的地下水流向[10-11]㊂1.3㊀水文地质(1)区域水文地质条件隧区位于长江水系与珠江水系分水岭之南侧约3km,南侧为珠江水系北盘江流域,以牂牁江为最低点㊂倒转背斜轴部纵向张裂隙极为发育,为地表水入渗溶蚀提供了良好通道,南翼地下水自北向南径流,在南丹 紫云 六盘水大断裂形成陡崖及深切沟谷底部,由三叠系下统碎屑岩岩组与相邻灰岩地层的接触地带出现地下暗河的露头㊁岩溶大泉及暗河口㊂(2)岩溶水的补给㊁径流㊁排泄地下水类型为第四系孔隙潜水㊁基岩裂隙水及岩溶水,岩溶水较丰富㊂隧区岩溶水主要发育于石炭系中统黄龙群浅灰色厚层块状致密的灰岩中,地表岩溶形态发育,以槽谷㊁洼地㊁漏斗㊁落水洞㊁竖井为主,雨季时地表水向槽谷㊁洼地汇集,由落水洞㊁竖井下渗到地下,通过竖向的岩溶管道及溶蚀裂隙下渗补给地下暗河[12]㊂该隧线路右侧DK95+400~DK96+200段地表冲沟㊁洼地及塌陷坑发育,洼地长约200m,宽约50m,洼地内塌陷坑较多,陷坑直径3~5m,可见深度4~8m㊂该段地表植被发育,大气降雨及地表水汇入洼地㊁落水洞及塌陷坑后,沿节理和岩层面渗入地下,呈现地下暗河或岩溶管道水[13],在DK95+430和DK96+165处隧底以下30~50m穿越线路,暗河在线路左侧1200m 的猴儿关峡谷的陡崖脚以岩溶大泉出露,流量约39.6L/s,泉点与铁路高差约300m,计算水力坡度i= 250ɢ,隧道位于地下水垂直入渗带内㊂茨冲一号隧道水文地质情况见图1㊂2㊀加深岩溶隧道施工地质工作加深岩溶隧道施工地质工作有:溶洞形态测量㊁隧底岩溶物探探测㊁结合物探异常和溶洞处理工程进行地质钻探,以及补充洞内和地表岩溶地质测绘等[14]㊂2.1㊀溶洞形态测量在确保安全的条件下,首先进行溶洞形态测量,测量成果有:溶洞顶部㊁中部㊁底部平面,隧道左边墙㊁左中线㊁右中线及右边墙纵断面,以及溶洞主轴方向纵断面,还包括隧道每5m间距的溶洞横断面等㊂2.2㊀隧底岩溶物探探测采用地震映像法及地质雷达法对隧底隐伏岩溶进行物探探测,沿线路方向分别在隧道左轨道中心㊁中心水沟左侧(右侧)0.5m和右轨道中心位置布置3条物探测线,必要时补充横断面物探测线㊂2.3㊀隧底岩溶地质钻探对隧底岩溶物探探测异常点,结合隧底可见溶洞形态进行第一次地质钻探,钻孔采用20m间距布置,掌握隧底溶洞形态特征后,隧道专业结合溶洞形态确定处理方案,地质专业根据桩位及基础类型进行第二次地质钻探,钻孔布置于桩基位置,查明隧底溶洞处理图1㊀测区茨冲一号隧道水文地质情况㊀工程的桩基埋置深度,溶洞处理中需要加强地质验基㊁验槽,以确保桩基嵌岩深度及承载力满足要求㊂2.4㊀补充岩溶地质调绘调绘地表岩溶形态和地表水补给㊁径流和排泄情况;调绘隧道内地层岩性㊁地质构造和层理㊁节理产状;观测洞内地下水位及水量变化情况,测量溶腔壁历史水位线,对溶洞稳定性及地下水风险进行评价㊂3㊀溶洞的基本特征3.1㊀DK95+730~+785段(1)溶洞调绘及形态测量DK95+730~DK95+785段地层岩性为石炭系中统黄龙组浅灰色厚层块状灰岩,弱风化,测得岩层产状为N20ʎW /60ʎNE㊂DK95+730下台阶隧底施工中左侧边墙底向外㊁向上㊁向前发育的溶洞口,与DK95+760掌子面右侧拱脚和拱顶溶洞㊁DK95+769掌子面右侧拱顶溶洞㊁DK95+772右侧拱腰溶洞㊁DK95+778右侧边墙脚溶洞㊁DK95+780右侧边墙溶洞㊁DK95+782右侧边墙溶洞㊁DK95+785左侧拱顶溶洞为同一个溶洞群,无充填物,洞壁稳定,洞顶㊁洞底多见钟乳石发育,仅DK95+785掌子面左边墙处有小股状水流出,出水量约10m 3/d㊂DK95+780右侧边墙溶洞形态见图2㊂(2)隧底岩溶物探探测及地质钻探图2㊀DK95+780溶洞形态㊀地质补勘发现,该溶洞洞顶高程1842.71m,溶洞底部最低高程1808.12m,溶洞高5~34m,为空溶洞,该溶洞在隧底发育深5~20m㊂(3)溶洞形态基本特征DK95+730~DK95+785隧底下为大溶洞,隧底以下溶洞发育深5~20m,隧底溶洞贯穿整个横断面,其中,DK95+730~DK95+750段溶洞延伸出左侧边墙,沿边墙溶洞垂直高度约6m,边墙轮廓线外水平延长深度2~5m;DK95+750~DK95+785段溶洞延伸出右侧边墙及右拱顶,沿边墙溶洞垂直高度约为6~15m,拱顶以上溶洞高2~5m,边墙轮廓线外水平延长深度为0~4m㊂3.2㊀DK95+794~DK95+905溶洞的基本特征(1)溶洞调绘和形态测量地层岩性为石炭系中统黄龙组浅灰色厚层块状灰岩,弱风化,岩层产状N20ʎW /60ʎNE㊂图3㊀DK95+805溶洞形态㊀①DK95+805左侧拱脚揭示的溶洞大厅向左㊁向前发育,溶洞底部斜向右下方(向隧底)发育,向大里程方向长约15m,垂直边墙向左宽约15m,高3~13m,向左侧约15m(大厅边缘)垂直向下发育一个支洞,直径约5m,向上可见高度10m,向下目测深度大于20m,洞顶石钟乳发育,有滴水现象,人无法进入㊂在左侧拱脚向下约6m 向大里程方向发育长约13m㊁宽约3m㊁深约1.5m 的岩溶过水通道,洞顶发育大量石钟乳,目前无地下水㊂DK95+805左侧溶洞形态见图3㊂②DK95+836右侧拱腰至拱脚揭示近圆形的溶洞口,直径约5m,向线路前进方向及右侧各发育一个支洞,向线路前进方向的溶洞后方可见一个溶洞大厅,沿线路方向长约15m,高13~30m,垂直线路方向宽约20m,该溶洞端部向上㊁向下发育一个竖向溶洞,该竖向溶洞直径约8m,溶洞底部斜向下发育,较隧底深约16m,洞顶比隧底高约18m;在右侧边墙外约2m 发育的溶洞直径约7m,洞顶发育钟乳石,有滴水现象,溶洞底部沉积有薄层淤泥,厚约50cm,溶洞壁稳定,未见地下水㊂③DK95+852~DK95+858段拱顶向前㊁向上发育一空溶洞,沿线路方向长约6m,环向宽约8m,拱顶轮廓线以外高约7m,无充填物,洞壁稳定,有滴水现象㊂④DK95+865掌子面发育一个竖向空溶洞,沿线路方向长约15m,环向宽约7m(从左侧拱脚内侧约2m 处至隧道中线位置),拱顶轮廓线以上可见高度约15m,顶部形态多样,可见多个小支洞,有滴水现象㊂⑤DK95+885线路左侧拱腰揭示一个溶洞,沿线路方向长约4m,环向宽度约6m,拱顶轮廓线以上可见高约7m,洞壁稳定,有滴水现象㊂该段溶洞旱季无地下水,雨季时出水量约100m 3/h㊂(2)隧底岩溶物探探测及地质钻探地质补勘揭示,该溶洞顶面高程为1851.83m,溶洞底部最低高程为1784.80m,溶洞一般高5~30m,个别段落溶洞高67m,为空溶洞,该溶洞在隧底发育深度为5~45m㊂(3)溶洞形态基本特征DK95+794~+814段隧道中心至左侧边墙隧底为溶洞,隧底以下溶洞发育深度15m,溶洞顺岩层面发育延伸出左侧边墙外18m;DK95+814~+860段隧底全为溶洞,隧底以下溶洞发育深度3~8m,溶洞向两侧边墙发育,并延伸出边墙外,边墙位置可见溶洞高度3~10m;DK95+860~+880段发育竖向 V 形溶洞,并贯穿拱顶至隧底,拱顶以上溶洞发育高度约18m,隧底以下发育深度约45m,溶洞横断面宽度约7m;DK95+880~+905段隧底以下全为溶洞,溶洞顺层理由左侧边墙向右侧边墙脚发育,并延伸出右边墙外,延伸出右边墙外长度约50m,隧底下溶洞发育深度约9m㊂3.3㊀DK95+945~DK96+017段(1)溶洞调绘和形态测量进口上台阶施工至掌子面DK95+968时,掌子面中部揭示一溶洞口,洞口宽约7m,高约4m,溶洞口向大里程发育溶洞大厅,大厅沿线路方向可见长度约37m,横断面方向宽约26m,隧底以下可见深度约18m,洞壁为石炭系中统黄龙组厚层状块状灰岩,弱风化,测得岩层产状为N20ʎW /60ʎNE,洞壁较稳定,洞顶稳定性差,有少量钟乳石,未见地下水及流水声㊂DK95+987溶洞形态见图4㊂图4㊀DK95+987溶洞形态㊀该段溶洞拱顶以上发育高度2~6m,溶洞顶面较平整㊁延伸较远㊁跨度较大,溶洞洞顶稳定性差,施工开挖中易发生坍塌,其中,DK95+968~DK96+005溶洞顶部发生岩体坍塌,塌腔沿纵向长约37m,环向宽约17m,塌落厚度约1.5m㊂溶洞顶坍塌情况见图5㊂图5㊀DK95+987~DK96+001溶洞顶部坍塌(2)隧底岩溶物探探测及地质钻探地质补勘揭示,该溶洞顶面高程为1846.26m,溶洞底最低高程为1813.30m,溶洞高5~33m,隧底以下溶洞发育深2~18m,为空溶洞,洞底见有少量块石及软塑状黏土㊂(3)溶洞形态基本特征DK95+945~DK96+017段隧道穿越大型溶洞,隧底以下溶洞发育深度2~18m,溶洞向两侧发育,并延伸出左侧㊁右侧边墙轮廓线外水平深度2~15m,隧道拱顶以上溶洞高度2~6m㊂1号~3号溶洞分布以及与隧道的位置关系见图6㊂图6㊀溶洞分布以及与隧道的位置关系㊀4㊀溶洞处理措施设计结合洞身溶洞特征及水文地质条件,确定溶洞综合整治措施方案[15]:隧道洞身采用混凝土护拱㊁护墙及C20混凝土回填,易坍塌拱部加强防护;隧底采用桩筏结构㊁ 横向托梁+筏板 跨越和C25混凝土换填或回填等处理,并加强隧道引排水,确保地下暗河及岩溶管道过水畅通的溶洞处理措施,各段处溶洞处理措施设计如下㊂4.1㊀隧道洞身岩溶处理(1)DK95+730~DK95+785段洞身溶洞处理该段洞身外侧的空溶腔发育深度范围均较小,边墙及拱部轮廓线外侧溶洞深度一般都小于5m,故该段洞身外侧小溶腔采用C20混凝土回填㊂(2)DK95+794~DK95+905段洞身溶洞处理①对DK95+794~DK95+806段等5处隧道洞身外侧小溶腔,采用C20混凝土回填密实㊂②对DK95+806~DK95+814段等5处隧道洞身外侧大溶腔,采用设2~3m 厚C20混凝土护墙,为了确保该溶腔壁稳定,对该溶腔壁采用锚网喷防护加固处理,岩溶整治典型断面见图7㊂(3)DK95+945~DK96+017段洞身溶洞处理①该溶洞小里程端拱部及边墙发育的小溶腔以及初期支护背后与溶洞壁间空洞范围采用C20混凝土回填㊂②该溶洞大里程端两侧边墙发育的较大空溶腔采用施作厚度不小于3m 的C20混凝土护墙或采用C20混凝土回填[16]㊂图7㊀DK95+806~+814段岩溶整治典型断面(单位:cm)③该溶洞中部DK95+987~DK96+005段溶洞空腔较大,且溶洞顶易发生大面积坍塌剥落,采用I25a 型钢钢架于初支外设置套拱㊁钢架间距1m,型钢套拱拱部尽量与岩面密贴,钢架拱部与岩面间采用喷射C25混凝土回填密实;套拱施做完成后对拱部120ʎ范围施做锚网喷防护,锚杆采用ϕ25mm砂浆锚杆,锚杆间距1mˑ1m,长4~8m;每榀I25a型钢钢架拱脚各设2根12m长ϕ32mm中空注浆锚杆;初支与套拱间空洞采用C20混凝土回填密实㊂该段溶洞整治典型断面见图8㊂图8㊀DK95+987~DK96+005段岩溶整治典型断面(高程单位:m;其余:cm)㊀4.2㊀隧底岩溶处理(1)隧底岩溶发育较深的段落采用桩筏结构DK95+725~DK95+776等5段隧底以下岩溶发育深度较大的段落采用桩筏结构处理,桩基桩径1.50 m,桩横向间距4.5~5.0m㊁纵向间距3.5m,共设136根桩基,采用C35钢筋混凝土的不等长嵌岩桩,桩长4~25m,桩底嵌入基岩深度不小于2m㊂边墙外护墙底位于溶洞内的段落,采用ϕ76mm钢花管注浆㊂(2)隧底岩溶发育较浅的段落采用C25混凝土换填或回填DK95+776~DK95+786等3段隧底以下岩溶发育深度较浅的段落采用C25混凝土换填或回填处理,换填深度要求进入基岩不小于0.5m㊂(3)隧底岩溶发育呈深 V 形段落采用 横向托梁+筏板 跨越DK95+866~+883段竖向溶洞发育呈 V 形,隧底以下发育深度达45m,横断面宽度约7m,采用 横向托梁+1.5m厚筏板 跨越通过,垂直于线路方向设4处托梁,托梁截面尺寸1.2m(宽)ˑ3m(高),托梁长13~16m,该段溶洞整治典型断面见图9㊂图9㊀DK95+866~+883段岩溶整治典型断面(高程单位:m;其余:cm)4.3㊀引排水措施(1)为加强溶洞段地下水引排,采用ϕ50mm环向盲管加密设置,并且中心水沟与侧沟连接处设ϕ100mm PVC横向导水管,纵向间距加密至5m㊂(2)中心水沟设置ϕ110mm竖向泄压管(HDPE 波纹管),纵向间距3~3.5m,泄压管下端应伸入隧底溶腔中不小于50cm,泄压管上端管口距离中心水沟沟底60cm㊂(3)仰拱初支与仰拱间设置隧底环向ϕ50mm盲管(外裹无纺布),盲管直接引入侧沟,纵向间距3m㊂(4)两边墙脚于纵(环)向盲管出水口之间,按纵向间距不大于1m设置1道泄水孔,泄水孔直径不小于110mm㊂5㊀结语(1)隧道施工揭示溶洞后,可采用溶洞形态测量㊁隧底岩溶物探探测㊁结合物探异常和溶洞处理工程的地质钻探,以及补充岩溶地质测绘等加深地质工作,准确勘察溶洞形态特征,为溶洞整治设计提供地质依据㊂(2)隧道洞身揭示的溶洞可采用混凝土护拱㊁护墙及混凝土回填等措施,易坍塌拱部应加强防护;隧底岩溶采用桩筏结构㊁ 横向托梁+筏板 跨越和混凝土回填等处理,并加强隧道引排水措施㊂(3)岩溶隧道勘察设计期间,应加强地表岩溶地质调绘,复杂岩溶隧道应加强地表岩溶物探探测及深孔验证钻探工作,避免线位沿大型溶洞行走,以减少岩溶隧道施工风险㊂参考文献[1]㊀中铁二院工程集团有限责任公司.安六线岩溶水文地质专题报告[R].成都:中铁二院工程集团有限责任公司,2013. 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