岩溶地区隧道施工方法探讨

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1、岩溶地区隧道施工方法探讨黄智军谢文杰胡长春袁则士蔡伟摘要：伴随着我国基础设施的建设,在岩溶地区修建的隧道越来越多,岩溶涌水、突泥等地质灾害问题日显突出,对隧道施工安全极大。如何在岩溶隧道施工中规避此类灾害的发生,已成为岩溶隧道施工亟待解决的重要技术难题。本文在总结国内外隧道对岩溶防治经验的基础上,结合广西河池至都安高速公路1标段长隧道具体情况,对岩溶地段施工技术进行了研究。说明了岩溶地区地质预报的方法，介绍了突水、突泥地段的施工原则，对隧道通过溶洞的施工方案及处理措施进行了探讨。关键词：隧道岩溶施工工程概况：试验路段选

2、取在广西河池至都安高速公路工程谢家峒隧道，该隧道为双向分离式隧道，洞高7.25米，洞宽11.7米，右线起止桩号为YK27+735—YK29+057，设计长度为1322米，最大埋深345米左右，左线起止桩号为ZK27+735—ZK29+002，设计长度为1267米，最大埋深330米左右；该隧道区属岩溶峰丛谷地，隧道穿越三座连体山峰，山峰间为洼地，地形呈锯齿状，局部呈瓶状，整体中部高，两侧低。隧道进出口前为谷地，高程在154～183m之间。穿越的主要地质构造为一褶皱及其伴生或次生断裂构造，区域内背向斜核部成山，两翼成谷，地

3、质条件异常复杂，集中了岩溶高压水、大涌水、岩爆、大变形、高地温及偏压等不良地质。为了应对复杂多变的地质，对该隧道实行动态设计，即根据施工中探明的地质情况进行设计，及时指导施工。1、地质预报针对该隧道所处地区复杂的地质条件，采用多种方法进行地质预报，以便相互印证。1.1仪器预报利用地震波反射法（TSP202、TSP203）、水平声波剖面法（1ISP）、红外探水、地质雷达等方法，对施工掌子面前方10～40m范围内的山体进行探测，结合探测资料分析前方围岩、潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水和突泥压力等情况。1.2水文地质

4、相似比拟法相似比拟法建立在岩层裂隙较均匀、比拟段的水文地质条件相似、涌水量与坑道体积成正比的基础上。本工程通过导坑开挖时的实测涌水量来推算正洞涌水量，用正洞已开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量，取得了较好效果。1.3超前水平钻孔探水分析法利用钻孔台车钻孔，探水孔直径一般为50～120cm，每次钻进10～20m，保留5m止浆盘岩，开始下一次探水。暂时封闭水量较小的探孔，留一个喷距最大出水孔，量测其中水的喷出距离。①喷距小于5m，流量小于100～400m³／h，为小型突水；②喷距9～12m，流量大于400m³／h，

5、为中型突水；③喷距大于12m，为大型突水。2突水、突泥地段的施工原则施工中遇到突水、突泥10多次，根据实践制定突水、突泥地段施工原则：“以堵为主、限量排放、排堵结合、综合治理”。具体方法：采用超前导管、管棚、正面深孔压浆堵塞渗水通道，结合管道排水，将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外，少量水由隧道排放，避免洞内出现大量水而影响施工。对于间隙性涌水，采用泄水孔进行排水。配足抽水设备，以备施工段发生突水时使用。2.1突水处理施工中遇到岩溶裂隙出水，采用“围截注浆法”止水。在出水点周围适当范围内布孔注浆，以形成封闭式止水帷幕，

6、浆液填充与大裂隙连通的小裂隙，这样由远至近、由外到里层层缩小包围圈，在注浆深度范围内使岩溶裂隙水成为管道型涌水，最后在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。对于其中几处岩溶管道涌水，一般在出水口附近钻一些分流孔，以减少流量和水压，分流孔的个数视具体情况而定，分流孔深度与溶隙交汇。在出水口及分流孔安设孔口管，并对孔口管与孔壁之间用堵水材料封堵，最后进行注浆止水。隧道掘进中遇到几次涌水的范围较大，及时采用超前深孔、长管棚、超前小导管等方法预注浆封堵。预注浆参数及适用条

7、件见表1。注浆步骤：①用水泥-水玻璃双液注浆，封堵岩石裂隙，堵塞渗水通道；②用水泥单液注浆，进行围岩永久性堵水加固；③在开挖轮廓线外40cm范围内注入超细水泥浆，加强堵水效果。预注浆注意事项：①除水量很大的孔外，注浆前应进行压水试验，根据试验结果修正注浆参数；②每环注浆孔应留出2~3个注浆检查孔；③单孔注浆量注浆压力以达到设计值为准；④根据钻孔深度及成孔情况采用孔口一次性注浆或前进式注浆。表1预注浆参数项目方案一方案二注浆长度/m3030开挖长度/m2522止浆盘岩长度/m58单孔有效扩散半径/m2.52.5终孔间距/

8、m2.753.75预注浆范围（隧道开挖轮廓线以外）/m58注浆终止压力2～3倍静水压2～3倍静水压注浆孔直径/mm>90>90注：方案一适用于一般高压水和小、中型突水地段；方案二适用于地层破碎地段、静水压较高的岩层接触带和断层带处及大型突水地段2.2突泥处理在YK28+325处出现一处突泥地段，根据围岩实际情况采用高压劈裂注浆固结