梁 學 成， 劉 湘 君

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

淺談巖溶隧道施工技術(shù)控制重點

梁 學 成， 劉 湘 君

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

對巖溶隧道施工技術(shù)控制重點進行了敘述，結(jié)合工程實例，介紹了施工前預(yù)報巖溶、制定方案并采取的有效措施，減小了巖溶危害，施工過程中嚴格按施工方案進行巖溶處理或及時應(yīng)對突發(fā)巖溶，施工后加強整治，從而達到正常進尺并維護了結(jié)構(gòu)安全。

巖溶；隧道；施工技術(shù)；控制重點

1 概 述

巖溶在我國從南到北、從東到西有著廣泛的分布。隧道作為線型工程三大線下土建工程之一，不可避免地存在著巖溶地質(zhì)，有些甚至大量存在，可以稱得上巖溶隧道。如不能及時整治巖溶，將影響隧道施工及結(jié)構(gòu)安全，減少其使用壽命。如何最大限度地預(yù)報、消除及整治隧道巖溶，保證工程正常進行及結(jié)構(gòu)安全是工程技術(shù)管理人員需要關(guān)注的。筆者結(jié)合工程實際，對巖溶隧道施工技術(shù)控制重點進行了探討。

2 施工前預(yù)報及方案的制定

2.1 施工前預(yù)報

隧道巖溶預(yù)報是一個綜合性工程，往往與設(shè)計方案的制定及施工投入有著很大的關(guān)系。通常主要有地質(zhì)勘探法、超前地質(zhì)預(yù)報(常見的有TSP地震波法、地質(zhì)雷達掃描法等)、超前鉆孔(超前水平鉆及加深炮孔等)等方法。

(1)地質(zhì)勘探。一座隧道由于長度原因，特別是短隧道，往往在設(shè)計階段地質(zhì)勘探量不足，一般僅在進出口方向布設(shè)或中間加密一到兩個勘探點。因此，施工時應(yīng)選擇在灰?guī)r大量密集、富水區(qū)及地質(zhì)薄弱、隧道淺埋區(qū)域進行補勘，從而提前預(yù)報巖溶。如在滬昆高鐵貴州段某標段長度僅為幾百米的隧道，由于巖溶發(fā)育，在施工過程中發(fā)現(xiàn)一條沿隧道縱向百余米長的地下暗河，由于無法改線，施工時產(chǎn)生了大量的處理費用。如能提前勘探得知，則可改線或采取其它措施進行處理。

(2)超前地質(zhì)預(yù)報。進入21世紀后，超前地質(zhì)預(yù)報是隧道施工過程中最常見的地質(zhì)預(yù)報方式，在工程中有著大量運用。通過能夠預(yù)測前方100～150 m的地震波法及預(yù)測30 m的地質(zhì)雷達掃描法，及時預(yù)測隧道存在的各種地質(zhì)情況，從而提前采取工程措施或加強工法。在這里強調(diào)的是：施工過程中，采用兩者相結(jié)合的方法，能夠大大增加預(yù)報的準確性。

(3)超前鉆孔。超前鉆孔是現(xiàn)場施工技術(shù)大量采用的地質(zhì)預(yù)報方式，通過長30 m左右的超前水平鉆及加深至5 m的加深炮孔，提前預(yù)知掌子面附近的地質(zhì)情況。超前水平鉆及加深炮孔是從中距至短距的兩種預(yù)報方式，兩者缺一不可，特別是在巖溶發(fā)育區(qū)域，應(yīng)加強而不得忽略。應(yīng)當注意不能只重視拱頂而忽略隧道底部，否則將不能及時準確地預(yù)報并采取方案，容易造成施工安全隱患，嚴重的將影響工程安全。

2.2 方案的制定

對于中小型巖溶，一般采取加強工程措施，如對于隧道地表采用預(yù)加固(分土層或巖層，采用高壓旋噴樁或鉆孔注漿等不同方式)，在進行隧道施工時，通過設(shè)計修改圖紙或設(shè)計變更更改隧道圍巖級別、加強工法及支護參數(shù)，提前采用30 m帷幕注漿，3 m或5 m超前周邊預(yù)注漿，采用三臺階臨時仰拱，四步甚至六步CD法，洞身超前長管棚，雙層小導(dǎo)管等工程措施。一般而言，對于較大巖溶，應(yīng)采取地表預(yù)注漿固結(jié)及洞身帷幕注漿；對于較小巖溶，一般采用單一的洞內(nèi)整治措施，通過種種超前措施，達到提前充填并固結(jié)巖溶的效果，同時更改開挖工法，能有效地防止圍巖失穩(wěn)。滬昆高鐵貴州段某標段1.2 km隧道存在淺埋及巖溶雙重特性，我們有針對性地采用高壓旋噴樁地表預(yù)加固，同時在洞內(nèi)采用三臺階及雙層小導(dǎo)管，超前周邊預(yù)注漿，順利實現(xiàn)了快速貫通。

3 施工過程中的巖溶處理及應(yīng)對突發(fā)巖溶

3.1 施工過程中的巖溶處理

對于巖溶隧道中溶腔較大時，采取了在隧道地表預(yù)注漿固結(jié)，洞內(nèi)變更圍巖級別、調(diào)整支護參數(shù)，采用3 m或5 m超前周邊預(yù)注漿、三臺階臨時仰拱、四步甚至六步CD法、洞身超前長管棚、雙層小導(dǎo)管等工程措施進行巖溶處理。若溶腔較小時，對設(shè)計未采取超前周邊預(yù)注漿的圍巖，可在不影響超前小導(dǎo)管性能的前提下，適當加大小導(dǎo)管的開孔直徑，達到提前充填巖溶孔洞、穩(wěn)固圍巖的效果。

3.2 突發(fā)巖溶的應(yīng)對

巖溶由于其具有不可預(yù)見性，往往發(fā)生在開挖施工后才揭示巖溶。此時，要針對巖溶部位及具體情況，采取相應(yīng)的工程措施處理突發(fā)巖溶。

針對拱頂較大的巖溶，首先應(yīng)及時回填洞渣，回填可初步防止因巖溶產(chǎn)生的圍巖失穩(wěn)，防止其危害進一步擴大，同時加設(shè)工字鋼支撐或套拱加固已初支的圍巖，并對已初支的圍巖實施注漿。上述工作完成后，采取2.1節(jié)中的相關(guān)措施，按巖溶從大至小，依次采用地表固結(jié)，30 m帷幕注漿，3～5 m周邊預(yù)注漿的方式進行治理。對于較大規(guī)模的巖溶，注漿如不能快速達到效果，可采取泵送混凝土充填溶腔，在溶腔回填后再按相關(guān)步驟進行開挖。

4 施工后的鞏固處理

在巖溶隧道完成開挖后，一般對較大溶腔段加設(shè)周邊徑向注漿來進行鞏固處理。如巖溶發(fā)育，引起初噴層表面裂隙狀出水或面狀淋滲水，應(yīng)采取進一步的補注漿及引排措施，同時應(yīng)更改復(fù)合襯砌參數(shù)，加大襯砌力度。

5 工程實例

深茂鐵路江茂段某標段1.06 km隧道由于在隧頂存在大量無人管理的采空區(qū)礦洞，礦洞內(nèi)長期積水，對周圍地質(zhì)情況產(chǎn)生了較大影響，形成了人為的巖溶并形成溶腔。某日，隧道開挖后在拱頂左上方出現(xiàn)了一大股20 cm直徑的涌水加流沙，半小時后即出現(xiàn)了一個直徑1 m、高2 m的溶腔，并不斷向上、向周邊擴大，1 h即發(fā)育到直徑1.5 m、高5 m。相關(guān)人員馬上制定緊急處理方案，撤離作業(yè)人員及開挖的臺車，對開挖的仰拱、下臺階及渣場洞渣進行掌子面回填，回填完成后先打設(shè)徑向注漿孔對已支護圍巖進行加固，同時打設(shè)周邊注漿孔對溶腔進行注漿?？紤]到溶腔較大，在經(jīng)過方案對比后，在正對溶腔位置埋設(shè)泵管，對溶腔進行泵送混凝土處理。上述處理完成后，調(diào)整圍巖級別，由Ⅲb調(diào)整為Ⅴb，開挖工法由普通臺階法調(diào)整為三臺階臨時仰拱、雙層小導(dǎo)管超前支護，經(jīng)過有效的處理，在短短兩天后即恢復(fù)正常進尺。

6 結(jié) 語

巖溶隧道是一個長期、隱蔽、綜合性較強的復(fù)雜性工程，筆者在長期的工程實踐中總結(jié)出一些工程經(jīng)驗，需針對不同的情況采取不同的措施，才能取得良好的效果。

(責任編輯：李燕輝)

2017-02-06

U215.1;U215.7;U215.3;U215;[U25]

B

1001-2184(2017)02-0003-02

梁學成(1978-)，男，四川成都人，副分局長兼深茂鐵路項目經(jīng)理，高級工程師，碩士，從事鐵路工程施工技術(shù)與管理工作；

劉湘君(1980-)，男，四川彭山人，項目工程部副部長，工程師，從事水電及鐵路工程施工技術(shù)工作.