某铁路工程岩溶高风险隧道安全施工技术-岩溶治理技术及工程案例、转向施工技术

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1、岩溶高风险隧道安全施工技术铁道部宜万铁路建设指挥部二○○九年五月1.宜万铁路工程概况2.岩溶分类3.岩溶治理技术及工程案例4.岩溶高风险隧道专项设计5.“释能降压法”治理高压富水充填溶腔新技术6.岩溶隧道施工风险管理我国岩溶地质、地貌集中分布于云、贵、川三省及两广、两湖部分地区，随着国民经济发展需要，西部大开发战略的实施，上述地区基础设施建设力度进一步加大，近期贵广、渝利、兰渝、成兰、沪昆、新南昆铁路等工程陆续开工建设，需要处理大量由于岩溶地质引起的工程问题，特别是岩溶隧道工程问题。由于铁路设计标准

2、的提高，受线路纵坡、曲线半径限制，不可避免地出现长大、深埋型岩溶隧道。同时，受勘察技术手段、勘察周期的限制以及岩溶发育本身的无规律性，很难在勘察设计阶段完全查清隧道通过地段具体的岩溶形态，在隧道建设过程中遭遇不同形态体量、不同危害的岩溶概率极高，因此修建岩溶隧道如何规避施工风险，保证施工及运营安全极为重要。1.宜万铁路工程概况及进展宜万铁路东起宜昌，西至万州，全长377km。宜昌至土城约30km为长江中下游平原构造侵蚀丘陵区。土城至齐岳山约300km为清江与长江分水岭靠北侧地带，属构造溶蚀侵蚀中低山

3、区，岩溶极其发育。齐岳山至万州约50km为川东红层构造侵蚀、剥蚀中低山区。宜万铁路共有隧道159座，其中：八字岭、野三关、大支坪、云雾山、马鹿箐、齐岳山和别岩槽被称为宜万铁路八座Ⅰ级风险隧道。目前，除齐岳山隧道外，全线其它隧道均已贯通。1.宜万铁路工程概况及进展2.岩溶分类以宜万线为例，所揭示的900余处岩溶及岩溶水，岩溶发育千奇百怪、复杂多变，无规律性，但也有其内在的类型特征。根据其不同的类型特征，采取五种分类方式，从而“对症下药”，制定出“规模对策”、“充填性对策”、“充填物对策”和“水对策”，

4、实现岩溶“标准化”治理。2、岩溶分类洞穴型2、岩溶分类无充填大型干溶洞2.岩溶分类龙麟宫隧道DK231+796半充填大型溶洞2006年8月5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长100m、横向宽150m、向上高出拱顶以上10m、向下深21m。半充填大型干溶洞2.岩溶分类充填块石土型2.岩溶分类充填粉细砂型2.岩溶分类充填泥水型2.岩溶分类充填清水型2.岩溶分类隧道与暗河正交型2.岩溶分类高压富水型齐岳山隧道出口F11断层超前探孔涌水录像3.岩溶治理技术及工程案例3.1岩溶及岩溶水治理基本对策根据岩溶分类，针

5、对不同类型岩溶，制定基本处治对策。①洞穴型、管道型岩溶：回填方案②充填型岩溶：大、小管棚方案、注浆加固（帷幕、周边）+大管棚方案③过水型岩溶：引排方案④大型干溶洞（主要针对基底处理）：托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、路基填筑方案、梁跨方案、弹性地基板梁方案⑤岩溶水治理：注浆堵水方案（帷幕、周边）、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案、绕避方案加固方法适用范围溶洞位于拱部回填溶洞向拱顶以上发育规模较小，无水（少水）的空腔、半充填型溶洞护拱溶洞向拱顶以上发育规模较小或溶洞

6、尽管向上发育较高但宽度很窄喷锚网防护溶洞纵、横向发育范围较广，溶洞顶板稳定性较好立柱支顶溶洞纵、横向发育范围均较广，溶洞顶板发育在隧道拱顶以上10m以内拱罩防护溶洞纵、横向发育范围均较广，溶洞顶板发育在隧道拱顶以上10m以上，顶板整体稳定性较好，仅存在小块落石的可能，且清除危石难度较大溶洞地段隧道加固参考表（一）3.岩溶治理技术及工程案例加固方法适用范围溶洞位于底部回填发育在隧底附近的小型空腔或半充填溶洞注浆（钢管桩）隧底10m～15m的溶洞充填物，通过注浆或钢管桩注浆形成具有足够承载力的注浆改良复

7、合地基板（梁）跨越发育至隧底以下深度较大的充填型溶洞，充填物具有一定的密实度及承载力，但均匀性较差，通过板（梁）调整地基的整体均匀性，控制差异沉降拱桥跨越发育至隧底以下深度较大且纵向发育范围有限的空腔桩基承台（托梁）发育至隧底以下深度较大的空腔、溶洞充填物承载力很低，注浆效果难以保证的充填型溶洞、不易封堵的过水通道路基填筑发育至隧底以下深度较大的空腔，纵横向发育规模较大，通过复合地基及隧道内预留沉降空间解决工后沉降问题溶洞地段隧道加固参考表（二）3.岩溶治理技术及工程案例加固方法适用范围溶洞位于侧部

8、护墙防护侵入隧道开挖轮廓线范围有限的溶洞护墙支顶溶洞发育范围较宽广，溶洞侵入隧道范围较大或横穿隧道溶洞地段隧道加固参考表（三）3.岩溶治理技术及工程案例3.2工程实例：①洞穴型、管道型岩溶对策：回填方案3.岩溶治理技术及工程案例[案例]2004年10月3日，八字岭隧道DK108+865处揭示岩溶洞穴，直径约3m。针对该岩溶洞穴，采用I18钢架C20砼护拱，外设干砌片石缓冲层。溶洞内预埋竖向排水盲管。②充填无水型岩溶对策：注浆加固+大管棚方案注浆加固+大管棚方案3.岩溶