浅析岩溶隧道的处治措施

马金涛（华铁工程咨询有限责任公司, 北京100071）

浅析岩溶隧道的处治措施

马金涛
（华铁工程咨询有限责任公司, 北京100071）

随着我国经济建设的迅速发展，高速公路、高速铁路的通车里程逐年增加，线路通过岩溶地区(段)不可避免，这就需要我们全面了解隧道施工中肯可能出现的岩溶灾害，并针对不同翟海制定出相应的防治措施。

隧道工程；岩溶；防治措施

1 岩溶的危害

通常在隧道工程施工作业中遇到的岩溶灾害主要有四种：（1）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）岩溶水问题，尤其是在CO2等可溶性物质增加时，水的流通将侵蚀隧道结构，使隧道使用寿命大打折扣。所以，在隧道施工中正确处理溶洞问题对当今我国工程领域事业发展具有重要意义。

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流塑状物质，这些填充物的颗粒有大有小，尺寸各不相同，其中还可以存在大块孤石，如果建筑物在没有预见的情况下正面通过此类岩溶，有可能发生岩溶的大面积揭开或因岩溶保护层厚度较小而导致自然胀裂，这时其中的充填颗粒会迅速向外外溢冲，这给建筑物带来的危害和破坏是十分大的。（2）其二，如果在溶洞中不存在填充物，且岩体壁面十分坚硬，我们就称之为干涸古岩溶，这种岩溶安全性高，对建筑物不构成威胁和破坏，不实际操作中我们只需做好干涸古岩溶揭开周壁的保护工作，以避免因外部作用力对岩溶的冲击，确保其岩体的稳定性就行。（3）此外，还有充填地下水岩溶，此类岩溶就形如盛满水的容器，将水包裹在岩壁之中，这主要是因为岩溶中的已达到溶解饱和，对四周岩壁不再具有溶解的性能，同时在岩溶中没有适当的流出渠道，从而使得岩溶中充满了地下水，如果揭开岩溶，尽管其破坏力远不及填充物质岩溶，但依然会对施工生产带来相关损失，有幸的事，填充地下水岩溶能够通过一些内部水压等兆示在实际工程中事先预知。因此，在岩溶地区开展地下工程作业时，我们需要一些优秀的地质工程师，实地对工程施工面展开地质分析，预测施工中有可能发生的地质灾害，并针对相关的地址灾害做出适当的预防措施，尽可能避免或降低因岩溶地质灾害带来的经济损失。

3 岩溶隧道处治措施

3.1 隧道开挖轮廓外发育小型溶洞的处理方案：

（1）隧道拱顶及拱腰以上发育深度小于2m的溶洞，清除溶洞充填物后在溶洞周边垂直围岩方向打设Φ22药卷锚杆，长2.0～3.0m，间距120X120cm， 梅花型布置，深入基岩不小于1.0m，施作完成后及时进行初期支护并预留泵管，而后分次泵送C15砼回填；（2）隧道边墙发育高度小于3m的溶洞，先在溶洞底部用片石干砌回填，距离隧道开挖线不小于2m距离范围内用M7.5浆砌片石进行封堵，回填片石不得侵入初期支护，溶洞处每隔2m设置一道Φ100mm软式透水管与中心排水沟相连。（3）隧道仰拱及路面下发育深度小于2m的溶洞，清除溶洞充填物后采用C15砼回填。

3.2 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Φ22药卷锚杆，长3.0m，间距120X120cm，梅花型布置，深入基岩不小于1.5m，锚杆打设完后挂设Φ22钢筋网，间距20X20cm，溶洞处每隔2m设置一道Φ100mm软式透水管作为泄水通道，后泵送浇注C25砼，砼最薄厚度不小于80cm，两侧嵌入岩石内不小于50cm，待砼强度达到70%后采用沙袋回填。（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，隧道开挖后素喷10cm厚砼，然后安装I20b型钢拱架，挂设Φ6.5钢筋网20X20cm（双层），并设置长3.0m长Φ22锁脚锚杆，喷射50cm厚砼作为护拱，施作护拱时每隔2m预留一道Φ100mm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。

3.3 隧道仰拱及边墙发育大型溶洞的处理方案

（1）上部宽度较窄的溶洞，先在溶洞底部采用M7.5浆砌片石回填，而后在浆砌片石上浇筑C25钢筋砼梁，梁厚不小于50cm，梁端置于稳固可靠的基岩上。施工中预埋Φ100mm软式透水管作为泄水通道，间距2m/道。（2）上部宽度较宽的溶洞，采用人工挖孔桩及C25钢筋砼梁跨越。先施作桩基础，桩基直径不小于1m，深入基岩大于1.5m。待桩基强度达到设计强度的70%时，再在桩基上方浇筑C25砼梁，桩基直径、粱的厚度及宽度根据现场溶洞实际情况而定。

3.4 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的跨越措施

（1）当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过。（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洞水。（3）当隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，不宜加深边墙基础时，可在边墙部位或隧底以下筑拱跨过。（4）当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时，可加强两边墙的基础，并根据情况设置桥台架梁通过。（5）溶洞上大下小，且有部分充填物时，可将隧道顶部的充填物清除，然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁，横梁两端嵌入岩层。

4 结束语

石灰岩地区隧道中出现溶洞非常普遍，隧道施工中只有认真作好超前地质预报，正确了解岩溶地貌的分布、岩溶发育规律、构造特点，根据遇到的不同岩溶构造采取不同的处理措施，才能切实保证岩溶隧道施工的质量、进度和安全。

[1]铁路隧道喷锚构筑法技术细则(TBJ108-92)[S].

[2]张运标.新建城镇隐伏型岩溶的勘察与治理[J].中国地质灾害与防治学报,1998,9(增刊):375-380.

[3]杨涟.复杂岩溶地基处理实例[J].勘察科学技术,1999,(05):23-26.