隧道工程岩溶施工处理方案分析

隧道工程岩溶施工处理方案分析

尹正风

辽宁省交通规划设计院有限责任公司辽宁沈阳110166

摘要：改革后，我国综合国力的不断提升，工业水平也经历了不断发展的良好趋势。在工程建设领域，岩溶地质地区隧道的处理和建设具有较高的难度，在以往的岩溶地质隧道施工中。为了保证施工过程的安全性和施工进度，通常要投入极大的成本。即便如此，施工的效率和质量也难以得到有效保证。由于其地质条件的复杂和环境的多样性变化，都对岩溶地质施工造成了一定的影响。本文针对岩溶地质的概念首先进行表述，根据其理论性质和施工过程中可能存在的影响因素进行深入的分析和总结。接下来从岩溶地质隧道处理的施工角度和技术方面进行隐伏岩溶地质隧道施工处理关键性技术的探究，深入剖析处理这种特殊地质环境中的隧道工程所应具备的专业技术和相关设备，并得出一些具有可行性的施工方案。希望能够为今后我国岩溶地质地区隧道的施工提供一定的参考依据。

关键词：隧道；岩溶地质；施工技术；隐伏岩溶

引言

岩溶是地下水和地表水经过不断补给、径流、渗透对可溶性地层进行化学和机械混合作用的产物，由于岩石存在裂隙以及水对岩石的侵蚀性和流通性，故在岩溶地区施工就会有很大的困难。岩溶对山岭隧道的施工危害主要表现在4个方面：洞害、水害、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷。岩溶地貌在我国广泛分布，岩溶的地质条件较为复杂。如果所修建的隧道穿越岩溶地区，就会给隧道工程加大施工难度。针对这种情况，在岩溶地区施工时，应完善施工方案，采取有效的应对措施，并及时处理可能发生的突发状况，有效的保障岩溶隧道施工效果和工程质量。本文通过对鸡公山隧道岩溶区段施工进行探讨，提出针对鸡公山隧道岩溶区段施工的具体策略，指导该岩溶隧道施工。

1岩溶地质环境概述

岩溶地质是一种自然形成的，由可溶岩层经过地表水和地下水长时间的冲刷而形成的天然地质结构。它是岩石在一系列的复杂物理变化和化学反应综合作用下而形成的，以地下溶蚀和各种其他形式表现出来的地质类型。这种奇异的地表现象，可在熔岩表面和内部形成各种各样的复杂形态。地表上常见的有漏斗、石柱、落水洞等。岩溶形式在地表以下则存在溶洞、管道或者溶隙等大量的自然形成的岩溶结构。岩溶地质类型在我国分布十分广泛，含有岩溶地貌的国土面积可达全国1/3左右。特别以我国西南地区的贵州、广西、云南等地为主，这些地区的岩溶地貌发育也是最为完善的。

2岩溶段处理技术方案

2.1溶洞位于拱部

（1）对于位于拱部的溶洞对于位于拱部的溶洞，且具有较小的发育规模、无水的溶洞空腔的处理，可以采用回填法技术方案。对该段的衬砌支护进行加强，对拱顶进行回填封堵，回填材料为回填材料为C20混凝混凝土。将排水管进行预埋设，将岩溶原来的过水通道和排水系统实现连通，或者将过水通道实现对隧道水沟的引入。（2）对对于位于拱顶上部，且具有较小发育规模，或者宽度较窄的溶洞，可以采用护拱法技术方案。对该段的衬砌支护进行加强，采用采用CC20混凝土为初期支护设置护拱混凝土为初期支护设置护拱，并设置盲沟、预埋排水管等，对岩溶的过水通道，使之与隧道水沟或者排水系统相连。（3）对于具有较广阔的纵向发育范围或者横向发育范围的对于具有较广阔的纵向发育范围或者横向发育范围的溶洞，当其溶洞顶板具有较高的稳定性时，可以采用喷锚网防护技术方案。（4）对于具有较广阔的纵向发育范围或者横向发对于具有较广阔的纵向发育范围或者横向发育范围的溶洞，当其溶洞顶板在隧道工程拱顶当其溶洞顶板在隧道工程拱顶10mm以上时以上时，其溶洞顶板具有良好的稳定性，对于危石的清除存在较大的难度，可以采用拱罩防护的技术方案。对该段的衬砌支护进行加强，对拱顶进行回填封堵，其回填材料以其回填材料以C20混凝土为宜混凝土为宜。对于拱顶上部发育较高的溶洞，将细砂缓冲层设置在将细砂缓冲层设置在C20混凝混凝土的顶部，实现对溶腔塌落的有效防护。将排水管埋设在涌水侧，并设置盲沟和暗沟，实现溶洞的过水通道与排水系统的连通，或者将过水通道实现对隧道水沟的引入。

2.2喷射混凝土施工

准备好所有的喷射设备以及原材料支护，了解速凝剂的掺加量，同时要按照图2流程实施。喷射过程中应该保证水灰比参数与工程要求一致，且表面平整光滑，不存在任何缺陷。在开始喷射混凝土前，应该检查其压力是否正常，如果正常，喷头喷水呈现的是雾状。喷射施工需要分段进行，按照施工工艺进行喷射施工，同时保证混凝土的喷射后密实度达到工程的要求。全面提升喷射施工的质量，避免回弹现象的出现、防止粉尘过量产生。每段喷射施工的长度不能超出6m，自下而上进行，严格控制施工的工序。喷嘴应该距离岩面表面约Φ22钢筋，无论是过大还是过小都会导致回弹量的增大，而喷嘴应该与喷射面保持垂直，可以适当偏斜到刚喷射面。根据工程的实际要求，需要在终凝之后进行复喷，并且保证上述混凝土面的平整性符合要求且不存在任何的低洼不平的情况。

2.3隐伏岩溶地质隧道施工技术

隐伏岩溶是在隧道施工过程中在岩溶区域出现之前未被发现而隐藏于地表以下的全填充和半充盈状态的溶洞。这种类型的岩溶洞一旦被发现，往往距离施工区域的位置十分靠近，不经妥善处理和加固填充，会给隧道施工的过程带来较大的安全隐患。为了便于及时的发现隐伏溶洞，并在发现时能够有所准备的采取溶洞的填充和加固措施，需要结合岩溶隧道的中间位置纵断面和岩石特性作为主要的参考依据而设定符合溶洞承载力标准的填充方案。为了提高对隐伏岩溶的处理完善程度，要在充分调查隐伏岩溶的规模、深度以及岩层状态和主要构成物质的种类的基础上，收集资料并进行数据的整合分析而制定相应的处理措施。当隐伏岩溶出现在隧道底部时，为了保证岩溶溶洞的岩体完整，在对溶洞进行处理时，要将空溶洞和溶蚀破碎的主要部分进行回填，必要时可以采取支顶、注浆等方式进行溶洞主体结构的加固。在隧道底部出现多处隐伏岩溶时，可以根据这些溶洞的分布规律和所处的位置，采取更大范围的回填和覆盖方案。

结语

在遵循隧道岩溶危害处理原则的基础上，利用超前地质预报手段，针对溶洞的不同类型与危害性质，采取综合性的多种支护技术，通过对岩溶洞穴塌陷、岩溶突水突泥、岩溶堆积物等危害的有效治理，可以为隧道施工顺利通过溶岩发育区，为山区公路隧道建设安全提供了有力的保障。

参考文献：

［1］申志军．宜万铁路岩溶隧道修建关键技术［A］．中国土木工程学会、中国土木工程学会隧道及地下工程分会．中国土木工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年会论文集［C］．2012：6．

［2］付宏渊，殷苗苗，贺炜．防治公路岩溶塌陷的土工合成材料设计理论研究［Ｊ］．岩土力学，2011（10）：23．

［3］刘卫红．隧道塌方原因与处理技术———以通平高速公路姜源岭隧道为例［Ｊ］．公路工程，2012（2）：57．