岩溶地区进行隧道施工治理措施探讨

岩溶地区进行隧道施工治理措施探讨

徐忠义

云南致道公路桥梁勘察设计有限公司云南昆明650021

摘要：岩溶亦称喀斯特（karst），是指在以碳酸盐为主的可溶性岩石分布区，由于水（主要是地下水）对岩石以溶蚀为主的作用所形成的诸多现象的综合。岩溶对公路工程的施工安全、质量及周围环境影响都很大，在施工过程中需要进行处治，本文对在岩溶地区的隧道工程的治理措施进行简述。

关键词：岩溶地区公路工程路基治理隧道溶洞处理措施

在可溶性岩石地区，地下水和地表水对可溶岩进行化学侵蚀作用、机械侵蚀作用以及与之伴生的迁移、堆积作用，总称为溶岩作用。在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征，称之为岩溶现象。

岩溶是碳酸盐类岩石与水作用的结果，只有碳酸盐类岩石分布的地区，才有岩溶。我国碳酸盐类岩石分布面积很广，出露地表的约有120万平方公里，约占全国面积的1/8，埋藏地下的更为广泛，主要分布在我国西南方的，如广西、贵州和云南东部等。

本文通过对岩溶地区的隧道的地质情况进行分析，提出了相应的处治措施，并重点对隧道溶洞的处理措施进行描述。

1在岩溶地区进行公路建设的常见病害

在岩溶地区进行公路工程建设，会对隧道、路基、桥梁等建筑结构物造成影响，在设计及施工过程中，如遇岩溶，必须引起足够的重视。在岩溶地区修建隧道，一旦揭穿高压岩溶管道水时，就会造成大量突水，有时会夹有泥沙喷射，给施工带来严重困难，甚至淹没坑道，造成机毁人亡的事故。在岩溶地段修筑路基，会造成路基塌陷，不均匀沉降，严重的甚至会大面积塌方等。如遇地下岩溶水的活动，会导致路基基底冒水，水淹路基、水冲路基等。在岩溶地区进行桥梁建设，处理不当会影响桥梁结构和受力，有时会难以成桩，造成施工困难。在设计过程中遇到巨大溶洞时，采用填方或桥跨处理都很困难，且造价昂贵，设计单位有时不得不另行选线，因而会增加投资金额和延长建设周期。

2勘察、设计前期处理措施

在岩溶地区修建公路时，在勘察设计阶段：首先，首先收集调查资料，必须在查清岩溶分布、发育情况的基础上，选择工程建筑物的位置，尽可能避开危害严重的地段；其次，在勘察设计阶段发现了岩溶地段，必须采用针对性的措施；最后，由于溶岩发育的复杂性，特别是不可能在出图之前全部查清地下溶岩的分布，一旦在施工揭露出来，则必须针对性的采取必要的措施。

3隧道溶洞的处理措施

隧道穿越岩溶区，视所遇溶洞规模及出现部位采取相应措施。若溶洞规模不大且出现于洞顶或边墙部位时，一般采用清除充填物后回填堵塞；若出现在边墙下或洞底可采取加固或跨越的方案；若溶洞规模较大，甚至有暗河存在时，可在隧道内架桥跨越。

在隧道内遇到岩溶水时，主要是针对水来进行处理，溶洞水处理应遵循采取“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则。当岩溶水量较小，可采用注浆堵水，也可采用侧沟或中心沟将水排出洞外；若水量较大，可采用平行导坑做排水坑道。水处理措施基本可以分为以下三种：

3.1遇水时的处理

（1）泄水洞排水。当预测到隧道区域的岩溶水量大、水压大，而隧道确实无法避开时，需考虑专门设置排水隧洞，达到排除岩溶水，降低地下水位，保持隧道干燥和施工安全的目的。泄水洞应位于地下水来向的一侧，为防止岩溶水突然袭击，施工中预备足够的抽水设备。泄水洞的设置可能对生态环境有不利影响，是否采用应从施工、环保、安全等多方面进行评价，以保证方案考虑周全，成本最低。

（2）涵洞、倒虹管吸过水。隧道断面与岩溶水相交时，为保证岩溶水畅通，在隧道底部设钢筋混凝土圆涵或倒虹管，同时涵洞出入口周边至隧道边墙外缘采用浆砌片石回填密实。

（3）注浆止水。施工中遇到岩溶裂隙出水，采用“围截注浆法”止水，先在出水点周围适当的范围内布孔，然后注浆，浆液可以是水泥浆、水玻璃等，以形成封闭式止水帷幕，在注浆深度范围内使岩溶裂隙水成为管道型涌水，最后再集中出水口逆流注浆，这样浆液扩散更有方向性，沿大裂隙逆流而上到达更深远的部位，把水堵到更深层。

同时，隧道内的大股涌水多随降雨量变化，通过试验确定地表水和洞内水存在的水力联系，除在隧道内施以必要的工程措施外，在地表应拦截，引排地表水，并封堵地表水的下渗通路，从而减小地表水对洞内的影响。

3.2小型溶洞处理

对溶洞规模较小、岩壁较为稳定、不发育、无水的溶洞，可采用浆砌（干砌）片石封闭、回填，护拱防护、加强衬砌、抛石、吹沙、注浆、隧道底板设梁通过等方案。对于无水和地下水小、充填较密实的小型溶洞，可采用小导管注单液水泥浆加固地层。对于有流水、充填情况不密实的小型溶洞，可采用小导管注水泥--水玻璃双液浆加固地层。

对于隧道拱底已填充的小型溶洞，可用加设底板梁加强衬砌的方式通过。将隧道底板或仰拱设计为平板式，在底板及边墙下部加布钢筋，浇筑混凝土，使边墙和仰拱（或底板）共同形成钢筋混凝土墙，以增强和改善受力性能。

3.3大型溶洞处理

（1）采用支撑结构通过溶洞方案。a.支承墙加固。若溶洞内填充物松散、厚度较小，清除填充物，用浆砌片石墙支顶加固溶洞顶板；水流通过该处设置涵洞，以利排水。b.拱桥支顶加固。若溶洞内填充物松散、厚度较大，可选用钢筋混凝土拱支顶加固。c.挖孔桩支顶加固。对于深度较大的溶洞，可采用桩基础加固，通过人工挖孔，实现成桩，桩底面嵌入基岩内，桩顶钢筋伸入钢筋混凝土底板内，与底板联成一体，形成稳定的受力体。d.支承柱嵌补加固。根据溶洞形态不同，采用支承柱，嵌补加固溶洞顶板，回填空隙并注浆加固溶洞基底。

（2）采用跨越式通过溶洞方案。如果溶洞较大，采用封堵、加固、支承等方式处理时，费用也较高。溶洞较小时又不宜回填堵塞，工作面小，不易操作。所以直接采用跨越通过方式通过该溶洞。a.边墙梁及行车梁跨越。施工方法采用先拱后墙法，使边墙梁在拱圈保护下安全施工。道床行车部位采用钢筋混凝土预应力梁。b.支墩、悬臂梁承托纵梁跨越。采用钢筋混凝土板梁做底板，承托边墙，托梁分别支承于支墩和悬臂横梁上，悬臂横梁采用锚杆锚固于基岩内。c.边墙拱跨越。将边墙拱脚设在边墙底部，拱顶定位在衬砌拱圈的拱脚下，通过配置钢筋加强衬砌形成边墙拱跨越溶洞。

（3）采用绕避方案。在施工中遇到一时难以处理的溶洞，为不使工程陷于停顿，采用迂回导坑绕避溶洞，然后再进行处理。必须强调的是，当采用迂回导坑绕避溶洞时，为避免再次遇到溶洞，选择迂回导坑位置前，应探明该范围内溶洞的情况后再决策。

4结束语

在公路工程遇岩溶地段时，一定要引起高度重视，严格按照设计方案进行施工。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。

参考文献

[1]《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）.北京:人民交通出版社,2009年.

[2]《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）.北京:人民交通出版社,2009年.

[3]《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）.北京:人民交通出版社,2004年.

[4]《工程地质手册（第四版）》.北京:中国建筑工业出版社,2007年.

[5]江正荣.王先华.地基与基础施工手册.北京：中国建筑工业出版社，1997年.