沪昆客专哪旁隧道岩溶地段施工方法

闫宏斌(中铁二十三局集团有限公司，四川成都　610072)



沪昆客专哪旁隧道岩溶地段施工方法

闫宏斌
(中铁二十三局集团有限公司，四川成都610072)

摘要:岩溶隧道施工过程中易出现可溶岩与非可溶岩接触带的突泥突水，安全风险较大。本文首先介绍了哪旁隧道岩溶区段的施工难点和施工方法，然后详细介绍了特殊地段的处理方法。对没有水的空溶洞，采用迂回导坑进行施工，然后再进行溶洞处理;对富水破碎带采用帷幕注浆的方法进行处理;对断层破碎带采用超前钻探，全封闭深孔注水泥浆液堵水，大管棚或小导管超前支护与初期支护，短台阶开挖或弧形开挖预留核心土等综合措施。经处理后，隧道顺利通过岩溶区段，施工效果良好。

关键词:隧道岩溶地段富水破碎带断层破碎带施工技术

1　哪旁隧道概况

哪嗙隧道为沪昆客专的一部分，隧道全长7 120 m，隧道进口DK660 + 575，出口DK667 + 695，为单洞双线隧道，海拔1 140.0～1 596.5 m，相对高差约450 m，25‰单面坡，最大埋深280 m。

沿线冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，雨量充沛，阴雨天多，四季不甚分明，属亚热带湿润季风气候。极端最高气温一般为34～37℃，极端最低气温一般为－7～－10℃。年平均降雨量1 200～1 500 mm。

隧道地段属浅(中)切割低中山岩溶地貌，隧道正常涌水量43 559.4 m3/d，汛期最大涌水量87 118.8 m3/d。隧道岩层呈宽缓波状起伏，构造裂隙发育，岩层中常沿节理裂隙发育溶蚀沟槽、岩溶洼地等。可溶岩占隧道全长的79%，常见溶蚀洼地负地形，多有黏土充填，溶蚀严重。地下岩溶多为溶洞、暗河等，暗河多从可溶岩接触带流出，洞内分支极多，联通性较好。施工过程中在可溶岩与非可溶岩接触带易出现突泥突水、地表失水的情况。

2　主要施工难点

1)岩溶

哪嗙隧道地形起伏，地质情况复杂，尤其是岩溶发育。隧道洞身处于岩溶水平循环带内，DK665 + 900—DK667 + 695地表分布较多的溶蚀洼地、漏斗。在DK665 + 500左侧650 m土地关、新场村附近溶蚀洼地、漏斗呈串珠状发育，为地表水的主要下渗通道。DK664 + 000—DK667 + 000岩溶管道最为发育，主要在1 350～1 490 m垂直分布。有水流出的溶洞口分布在:DK663 + 170右742 m，高程1 335 m;DK665 + 000 右857 m，高程1350 m;DK665 + 860右900 m，高程1 372 m;DK666 + 500右630 m，高程1 370 m。隧道出口右侧二十几米出露一溶洞。可溶岩与非可溶岩接触部位易发生突泥突水现象，设计及施工过程复杂。

2)破碎带

哪嗙隧道进口端地表岩层强风化带厚2～6 m，节理发育，岩体破碎，局部已浅变质。全隧道在洞身段存在极软弱、极破碎、极富水或岩溶极发育岩体，长度达1 860 m，占隧道全长的26%，施工中易发生塌方风险。

3　施工方法

隧道采用钻爆法施工，根据围岩情况选择全断面法开挖或台阶法分部开挖。坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，施工防排水遵循“以排为主，防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的原则，对于断层破碎带或发育溶洞、暗河等有可能严重突水突泥地段，采取综合超前地质预报+超前支护通过。综合超前地质预报的方法:用地质分析法进行长距离、宏观观测，TSP203作中距离预报，超前探孔和局部加深炮眼作较为准确的近距离预报。超前支护:洞口Ⅴ级围岩地段采用φ108大管棚进行超前支护;洞内Ⅳ，Ⅴ级围岩地段采用φ42超前小导管进行支护;Ⅱ级、Ⅲ级围岩不设超前支护;临时超前支护为φ22砂浆锚杆。

在解决施工及运营期间排水、通风等问题以及充分考虑施工工期、隧道岩石地质条件后，隧道采用进口平导(2 910 m)+洞身横洞(1 100 m)+出口平导(2 450 m)的方案施工。Ⅲ级围岩段采用全断面法开挖，Ⅳ围岩段采用台阶(台阶长3～5 m)法开挖，Ⅴ级围岩段采用三台阶七步开挖法。Ⅱ级、Ⅲ级围岩段初期支护采用喷混凝土和锚杆支护;Ⅳ级围岩段初期支护采取喷混凝土，架立钢架，设锁脚锚杆;Ⅴ级围岩采取喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，设锁脚锚杆。

地表沉降观测点和隧道内测点布置在同一断面上。地表沉降测点横向间距为2～5 m，隧道中线附近测点适当加密，地表有控制性建(构)筑物时，量测范围适当加宽。

4　特殊地段处理方法

4.1无水空洞

针对可能出现的各种情况，预先作出技术对策。对于没有水的空溶洞，采用迂回导坑进行施工，然后再进行溶洞处理。其中，对于已经停止发育且不大的溶洞，采用浆砌片石或片石混凝土回填;当溶洞较深时，采用梁、拱跨越，但梁端或拱座要置于稳定可靠的基础上［1-3］。

实例:在上导掌子面DK667 + 627段，隧道拱顶揭示2个贯通溶洞，溶洞宽分别为6 m和5 m，溶洞内填充饱和黏土及块石，随开挖自溶洞口涌出，此处隧道埋深约18 m，并在DK667 + 612—DK667 + 627地表形成一个15 m×8 m×18 m的陷坑。

处理措施:在原地表陷坑外7～10 m修建临时排水沟，防止地表水汇入陷坑;洞身周围溶腔采用C20混凝土充填;DK667 + 597—DK667 + 627段上导180°范围增设1环φ108 mm的大管棚，管棚环向间距40 cm，长30 m，共50根，大管棚间增设45°大外插角注浆小导管，小导管环向间距40 cm，长4 m;型钢钢架间距50 cm。

要想减少二胎政策下产科护理的风险,首先就要加强对护理人员专业化培训力度。针对不同岗位、不同职责的护理人员制定相适宜的培训内容。要定期派护理人员去上级单位或者单位技术水平高的单位进修学习,不管提升护理人员的专业技术水平,并为本单位产科带回新的技术和方法,提升产科整体的专业化程度。同时,产科科室要制定出一系列的应急预案,并对操作流程进行规范化、统一化,培养护理人员在遇到突发事件时能够迅速采取有效的应急措施,减少反应事件,将对孕产妇及胎儿的伤害降到最低。

效果:处理后顺利通过岩洞区段。

4.2富水破碎带

对于富水破碎带，采用帷幕注浆的方法进行处理［4-7］。

实例:隧道DK665 +500左930 m(高程1 490 m)—DK666 + 600右600 m(高程1 352 m)有一暗河，暗河与线路呈55°夹角斜交，在DK666 + 100附近(高程1 350 m)相交。施工中如处理不当，极易造成突水、突泥风险。

处理措施:选用CS100L潜孔钻机或多功能钻灌一体机造孔与注浆，钻孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序、孔斜等按施工图纸要求执行，钻孔遇有洞穴、塌孔或掉块难以钻进时停止钻进，查明情况，处理后再钻进。钻孔结束，检查验收合格后布置灌浆孔，加固圈8 m，每一环注浆长度为30 m，开挖25 m，保留5 m止浆岩盘，必要时设置混凝土止浆墙。浆液扩散半径1.5 m，孔底钻孔间距按2 m布置，每循环设8环注浆孔，孔长40 m。灌浆孔的开孔孔位符合施工图纸要求，呈梅花形布置。灌浆孔的施钻按灌浆程序，按序分段进行，钻孔过程中做好记录。帷幕注浆钻孔布置见图1。

图1　帷幕注浆钻孔布置(单位:cm)

浆液采用水泥—水玻璃双液浆，就近在灌浆工作面设简易移动制浆系统供浆，纯水泥浆液的水灰比为(0.8～1)∶1，水泥:水玻璃浆液比为1∶0.8，细水泥浆液从制备至用完的时间＜2 h，否则不能再用，浆液温度保持在5～40℃，低于或超过此标准的视为废浆，若用热水制浆，水温不得超过40℃。

注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔注浆，灌浆压力至少比渗水压力大1.5 MPa(或是渗水压力的1～2 倍)，灌浆管塞入岩石0.5～1.5 m，以便利用表面岩层作为止浆岩盘，并在灌浆前先喷一层厚度≥8 cm的混凝土层封闭，混凝土喷层中掺加适合喷射渗水围岩壁的外加剂，如XPM外加剂。

效果:任意选取3～5个孔作为检查孔。经检测，单点集中出水量≤1.5 L/s，隧道开挖后渗漏水总量≤0.12 L/s。远小于堵水灌浆完成后的合格标准(单点集中出水量≤2.5 L/s、隧道开挖后渗漏水总量≤0.2 L/s)。处理后，顺利通过富水破碎带区段。

4.3断层破碎带

对于断层破碎带的处理遵循“超前探、预注浆、强支护、弱爆破”的原则，采用超前钻探，全封闭深孔注水泥浆液堵水，大管棚或小导管超前支护与初期支护，短台阶开挖或弧形开挖预留核心土等综合方法，循环进尺控制在0.8～1.0 m［8-10］。

实例:在DK664 + 950—DK664 + 987，DK667 + 500—DK667 + 670洞身段，岩体受构造影响，节理发育，呈破碎块状。施工中如处理不当，极易造成塌方风险。

处理措施:①超前预报。采用超前水平钻探与地质预报相结合，探明前方地质与水文情况，确定注浆起始位置以及水量、水压、水质等原始参数。②围岩固结、堵水。采用水泥浆液全封闭预注浆，将隧道四周开挖轮廓线外3～5 m围岩固结成一个封闭的截水帷幕，以堵截地下水流入隧道。③大管棚或小导管超前支护。在一些特殊地段，采用大管棚与注浆相结合加固围岩，开挖前视情况施作小导管。④初期支护。采用型钢钢架、锚杆、钢筋网、喷射混凝土等多种支护手段，构成强支护体系。⑤衬砌施工。开挖后尽早施作仰拱，待围岩和支护变形基本趋于稳定后施作复合式衬砌。

效果:处理后，顺利通过易塌方破碎带区段。

5　结语

在沪昆客专哪旁隧道岩溶地段施工过程中，对特殊地段的不良地质分类进行了处理。即先采用迂回导坑进行施工，然后处理无水空溶洞;采用帷幕注浆止水处理富水破碎带;采用超前钻探，全封闭深孔注水泥浆液堵水，大管棚或小导管超前支护与初期支护，短台阶开挖或弧形开挖预留核心土等综合方法处理断层破碎带。采用该措施处理后，隧道顺利通过岩溶区段，效果良好。在确保隧道施工安全质量的情况下，满足了隧道施工工期，取得了良好效益。

参考文献

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(责任审编葛全红)

Construction Method of Karst Section in Napang Tunnel on Shanghai－Kunming Passenger Dedicated Railway

YAN Hongbin

(China Railway 23th Construction Bureau Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 610072，China)

Abstract:M ud gushing and water bursting at the interface of soluble and insoluble rocks tend to occur at a regular basis amid karst tunnel construction，which poses a severe treat to engineering safety.T he paper points out the engineering difficulties and the correspondent countermeasures in the construction of karst section in Napang tunnel，and further elaborates on the special treatment required for challenging areas.For karst cave with no water，bypass heading method is deployed before cave treatment，while for water-rich fracture zone，curtain grouting approach is applied.Integrated approaches which include advance exploration drilling，full-face long-hole grouting，advance and primary supports using large-sized pipe roof and small duct，short bench excavation or curved excavation are introduced in treating the fault fracture zone.After treatment，the construction at the karst section has drawn to a conclusion，the results of which are applausible.

Key words:T unnel;Karst section;W ater-rich fracture zone;Fault fracture zone;Construction method

作者简介:闫宏斌(1970—)，男，高级工程师。

收稿日期:2015-06-10;修回日期:2015-12-28

文章编号:1003-1995(2016)03-0083-03

中图分类号:U455

文献标识码:B

DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2016.03.20