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3溶洞地段施工原则2

3.1安全性3

3.2灵活性好3

3.3施工合理性与科学性3

3.4具有可连续性4

3.5经济性强4

4溶洞地段隧道施工处理技术4

4.1溶洞处理顺序4

4.2施工技术5

4.2.1避5

4.2.2引5

4.2.3堵5

4.2.4越5

4.2.5绕5

4.3溶洞的治理准备5

4.4溶洞处理的技术措施概述6

4.4.1小型溶洞的处理6

4.4.2大型溶洞的处理6

5结束语7

参考献8

隧道施工溶洞地段施工技术的学习及思考

作者：

陈日训指导教师：

钱波

（年级专业：

2012级水利水电工程专业）

摘要：

岩溶又称喀斯特，是最常见的岩溶现象之一。

在隧道工程设计及施工领域里，因其结构的不稳定性，很大程度上为隧道工程施工体系造成不安全和不稳定的障碍。

溶洞对隧道安全高效施工具有重大影响。

一方面，隧道溶洞施工是个比较大技术挑战，另一方面也会增加施工成本。

因此，为了溶洞处理的安全可靠，并且要降低施工成本，就要充分的了解溶洞的分布规律以及相关的具体情况。

在工程施工中做到防范于未然，科学的溶洞处理技术对隧道施工是意义深远的。

关键词：

岩溶类型处理方法技术原则

溶洞是可溶性岩层经过常年地表水和地下水的化学侵蚀、崩解作用、物理作用等形成的一种地貌，我国是世界上岩溶分布最广泛的国家。

溶洞是一种不良的地质现象，其地形复杂并且没有规律可以遵循，所以，一直以来溶洞都是工程建筑的重大障碍。

在隧道建设过程中经过岩溶等不良地质区域时，因为自然条件的束缚这种施工现状也是无法回避的。

但随着现阶段经济的发展和科技的进步，对于溶洞处理也有了一定的经验和方法。

1溶洞的形成及类型

1.1成因

可溶性岩层和水是溶洞形成的必备要素。

水在与石灰岩地区溶性岩层长期作用下而形成的地下溶石。

水沿着石灰岩层内的节理面或渗裂面的经过长期与之发生化学反应在表层形成溶沟，或者称融槽，原先分布的岩层被溶沟分离，从而形成柱状的石柱或石笋。

经过长期化学反应，在地下深处就会形成落水洞，地下溶洞等。

在地貌表现上会出现暗河，漏斗和岩溶洼地等现象。

1.2类型

溶洞分类方法有许多标准。

（1）根据溶洞充填物特征，可分为充填型、半充填型及无充填型。

（2）根据溶蚀规模特征有，小溶洞，大溶洞和联通溶洞。

（3）根据岩涌水量分为特大涌水型、大量涌水型、中等涌水型、少量涌水型和微量涌水型。

2溶洞的影响

在可溶性岩层隧道施工中，由于地质状况不稳定及人为因素的干扰，溶洞岩质破碎，容易发生崩塌，并且很有可能会遇到一系列暗河、落水洞、漏斗及岩溶洼地等岩溶现象。

溶洞现象处于不断变化状态中。

当溶洞位于隧道底部时，充填物松软，使地基处理复杂。

岩溶地质因为其地下河发育规模大、水量大，岩溶对隧道施工的影响主要表现为结构物部分及全部悬空，降低隧道使用的可靠度与利用率，在这里尤为危害解难处理的是季节性的岩溶洞穴涌水，给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素，在隧道施工遇到溶洞地质时极易产生突水、突泥等地质灾害。

同时，也正是因为岩层经常处于岩溶环境下，岩石结构遭到腐蚀，发生坍陷。

岩溶对隧道工程的影响主要是岩溶水、岩溶洞、的造成的涌水、突泥。

主要表现在：

（1）改变隧道围岩工程地质条件和水文地质条件，使围岩渗透水压力增加。

（2）改变岩力学性能，进而影响地层刚度和应力场。

（3）产生围岩崩塌，造成施工处理困难。

岩溶是危害极大的现象，其造成的塌陷更会是容易造成工程事故。

因此，在隧道规划之初，应通过各种手段实地勘查，物探等手段查明路基下的溶洞、溶隙等不良地质现象的发育程度及分布情况。

从而尽量避开溶洞强烈发育地段。

保证隧道施工正常进行。

3溶洞地段施工原则

溶洞地段施工是一项复杂工作，涉及到环境、进度、质量、成本等多目标要求。

为了达到隧道工程中溶洞处理效果好、施工进度快、可持续程度高、工程成本低、安全性高的终极理想施工目的。

我们在进行隧道溶洞处理时，不能以眼前的目的为解决问题的基点，应当从隧道建设的使用质量的长远意义来看，遵循一定的处理原则。

下面是我认为应当遵守的原则。

3.1安全性

建设工程的特点导致施工中容易发生安全事故。

建设工程规模大、周期长、劳动强度高，施工现场的安全设施是否齐全配套，采用的工艺技术是否合理以及照明、通风情况等都会给安全生产带来隐患。

因此，遵守安全性原则是工程施工的最基本的要求，确保施工安全与运营安全，这是保证施工正常有序进行的最根本保证。

只有安全性有了保障，工程进度，工期，成本等目标才有保障。

安全生产管理是任何企业管理的头等大事。

它关系到企业效益、企业职工的安全保障和身体健康，具有非常重要意义。

3.2灵活性好

根据石灰岩地质的不同断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不只是局限于某一种固定的模式，狭隘的进行施工设计和运行。

一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。

同时，这种灵活性还要在隧道施工各部门的通力合作与沟通，只有这两反方面结合起来，方可达到隧道施工过程中的灵活有效，并降低施工难度。

3.3施工合理性与科学性

工程施工必须符合相关隧道施工的法律法规的规定，严格按照法规的基本眼球进行施工与建设。

科学性则是对溶洞处理的设计方案要具有具有是可行的，是可操作的，处理方案要建立在目前的溶洞处理技术的水平之内，充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，来可能降低施工难度。

在组织管理上做到优化设计方案、合理组织施工、保证工程质量、缩短建设周期、降低工程造价。

比如，在溶洞坍塌处理中，首先保留并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;

管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理;

溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。

3.4具有可连续性

需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。

更重要的是，隧道建设是一项长远的工程，必须着眼于它的使用质量及周期，要从可持续的角度出发，充分考虑溶洞的潜在危险进行具体的施工处理。

对资源的做到持续供应，保证隧道运行的最长周期。

3.5经济性强

在科学施工管理的基础上达到人、机械，材料的优化配置，使施工成本最小。

在保证施工安全和工程质量以及可持续并不破坏环境的前提下减少溶洞处理的成本。

4溶洞地段隧道施工处理技术

首先，坚持事前控制，这是成本最低的方法。

在隧道路基工程规划之初，通过实地勘查，物探等手段明确查明路基下的溶洞、溶隙等不良地质现象的发育程度及分布情况。

这样，在洞线选择是就要努力避开溶洞强烈发育地段，有效保证隧道施工正常进行。

4.1溶洞处理顺序

根据我在图书馆所查资料可知在一般情况下溶洞处理顺序为：

封闭溶洞危险地带掌子面→对危险地带的岩层施作套拱→在危险岩层带施作超前大管棚→对坍塌严重地带采取根除措施挖除坍塌体→对轻度坍塌区实行洞身开挖、支护的保护措施→边墙及基底巩固处理→对坍塌溶腔进行回填处理。

这是需要因地制宜的防护和巩固的方法。

我简单的描述下，这处理过程大概如下：

对基础下有溶沟、溶槽、漏斗等溶洞现象时，首先在建基础施工时，应挖去其中的充填物，回填碎石或毛石混凝土；

若出现溶层顶板不稳定时，可炸开顶板，挖除充填物，回填碎石的方法；

对基础下的溶洞埋藏较深的情况，可通过钻孔向溶洞内灌注水泥砂浆、混凝土、沥清等填充物，以堵填溶洞。

这些措施的目的都在于首先要保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；

管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理，增强隧底承载力；

溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。

4.2施工技术

大体上对溶洞的处理可以分为：

避、引、堵、越、绕。

4.2.1避

在勘察设计阶段，避是最有效的措施。

就是让线路避开岩溶严重地区，如果无法避免，也应该以尽量大角度通过岩溶发育地区，最好垂直穿过，力争减少溶洞的影响。

4.2.2引

在有暗河或有水流时，采用引导水流的方法。

在明确水源流向以洞线关系后，根据实际情况，或开凿引水洞将水排出洞外；

或在适当距离处开凿引水斜洞将水位降低到隧道底部高程下，在引排出外；

或利用平行导坑，将水平行引出。

4.2.3堵

对无水、跨径小的空溶洞，在明确其与隧道洞线的角度关系和充填情况，用钢筋混凝土、浆砌石回填封闭。

根据实际情况，可以采用多种方式回填处理。

一般有加固隧道底部，采用锚杆或钢筋网加固，注浆加固并设混凝土护拱。

4.2.4越

当溶洞加固比较困难和成本比较高时，可以采用越高越过溶洞难处理段，甚至可以直接越过洞室。

4.2.5绕

采用绕的方法时，可以同时进行隧道前方施工和溶洞处理，节省了工期，加快了施工速度。

但采用此方法时，应该防止洞壁失稳。

4.3溶洞的治理准备

发现溶洞后，应该停止的开挖掘进施工，并采取喷射混凝土临时封闭掌子面。

在经过组织察看和认真研究，为了防止溶洞口坍方及已开挖洞身的坍方，应尽早对溶洞口及溶洞附近已开挖的洞身进行加固处理形成方案。

为此，首先要做的就是探明溶洞走向及来源、探明溶洞与线路关系，并要实时加强监控量测，同时也要加强水文地质的观测和加强超前钻孔工作，以便及时获得准确的数据进行判断分析，形成科学处理方案。

一方面要根据不同的地质资料和溶洞的填充物进行每一个跟桩的相应设计，具体包括溶洞的处理方案、成孔的具体方法以及整个工程施工的施工措施；

另一方面要根据上文中已经设计出的溶洞处理方案进行相应的填充物准备，具体可以选择的候选填充物有粘土、稻草、石头、水泥等，填充物的选择要在冲击钻孔至溶洞顶板之前；

同时要根据地址柱状图和超前钻的资料进行冲孔速度的控制，为了避免在击穿岩壳时有卡钻的现象发生，要采用小冲程重锤进行轻击冲进，另外在接近溶洞时要严格监测钻机工作的情况，还要注意胡同内的水位变化情况。

4.4溶洞处理的技术措施概述

对于狭窄的岩溶段，大型洞室，可以跨越和支撑的方法。

小的洞室可以护拱、封闭、回填等措施。

对于有水流或涌水的地段，可以堵水和引水相结合或直接打引水洞，具体工艺包括预注浆堵水、后注浆堵水、依靠天然或人为泄水洞排水等措施。

对于有充填物的岩溶地段，超前支护、超前注浆、基础换填、基础加固等是常用的方法。

4.4.1小型溶洞的处理

对于小型溶洞来说当洞内没有填充物或者是填充物呈现出松散与软塑等半充填状态时，应先清除溶洞表层浮土和充填物。

施工上要在冲孔时适当的向孔内投放块石或者是粘土快，为了保证泥浆的不流失，有时要向孔内投入整袋的水泥。

在进行冲进的时候要采用较慢的速度，将填充物以挤入的形式使其进入溶洞的孔壁或者是裂缝处，这样一方面可以加固护壁另一方面可以防止泥浆外漏或者是整个洞孔坍塌。

这种溶洞处理方法操作较为便捷，并且经济成本较低，仅仅适用于一般小溶洞的处理。

对于有充填型的小洞室，若施工中充填物已发生脱落，应将充填物清除后，喷射混凝土或水泥砂浆回填；

如果洞内没有滑落物，在岩溶洞室位置处使用喷锚网防护。

在隧道底部的岩溶洞室，在清除充填物之后，用混泥土回填加固。

当溶腔位于开挖轮廓以外时，需根据溶腔壁与隧道开挖轮廓线的距离及相对位置，综合采用超前预报技术对隧道周边进行勘测，并视情况采用局部注浆固结，需对溶腔壁进行局部加固，靠溶腔一侧的隧道衬砌进行加强处理，同时还应满足正常排洪需求，在进行相应处理后再采取台阶法进行开挖。

4.4.2大型溶洞的处理

大溶洞是隧道岩溶段施工中最常见也是较为难以处理的一类溶洞，具体可以分为洞内没有填充或者是半填充的较大溶洞、全部填充的较大溶洞以及深度较浅的大溶洞。

此类岩溶洞室处理原则上应因地制宜，利用梁、柱、墙等结构，进行引、堵、越、绕等措施处理。

对于洞内没有填充物或者是半填充的填充物，为了防止泥浆下落造成钻孔坍塌，要首先打设钢护筒穿透砂层，最好达到岩层的表面。

在钢护筒打设完成后才能够进行打孔，溶洞的顶板打穿之后再向孔内填充片石以及粘土至溶洞顶板，在泥浆灌注结束之后再进行继续冲孔，冲孔要直至泥浆不再下降才停止。

发现泥浆大量泄露的情况时可以将粘土导入孔内，并直接加入整包的水泥，最终达到填充溶洞的目的。

填充的方法为使用重锤敲打，使得水泥和粘土充分混合，混合后进入岩溶的缝隙内。

在整个孔内都形成浆后要等水泥土充分的凝固之后再次进行穿击成孔。

当大溶洞全部被填充时，要根据填充物的性质进行打孔。

当填充物已经呈现硬塑的状态时可以直接进行冲孔；

当填充物呈现松散或者是软塑的状态时，可以投入片石或者是粘土以保证泥浆面的高度。

对于溶洞深度较浅的大溶洞，可以采用预制的钢筋混凝土胡同，采取边冲孔边振沉钢护筒的方法穿孔溶洞，这样能够防止混凝土流进溶洞带来的不良后果。

溶洞通过，这围岩必然裂隙发育，且有裂隙水侵入，雨季时候，水位升高，水压增大，同时围岩压力（含水压），平衡地作用在隧道衬砌上。

当遇到大型含水的溶洞时，为施工安全，应以注浆加固堵水为处理原则。

这种隧道衬砌及支护参数应按最强设计衬砌参数施作。

根据涌水量、水压、隧道施工工艺，采用超前预注浆堵水开挖。

当宜排水不宜堵水时，常用泄水洞、梁跨拱架、迂回导坑等方式，同时要增加环向排水管的密度，以便加强此处环向排水的能力，减少水压力及衬砌渗水以保护地下水系，和确保隧道硐室压力安全。

5结束语

一开始选定溶洞这一章节的为主题，是因为以前去旅游时见过溶洞。

这次通过对课本的认真学习和在图书馆、网上资料的查找。

我学到了不少知识，此次对溶洞的学习思考，我学到了隧道施工溶洞地段施工的处理方法：

对溶洞应及时封闭，并对掌子面附近衬砌尽早实施二次衬砌；

在岩溶隧道施工中，必须加强地质超前预探、预报工作，对隧道前方岩溶进行准确预测，并提前做好穿越岩溶溶洞的应急预案，防止突泥和突水的发生。

在今后的岩溶隧道施工中,应加强地质超前预探、预报工作,对隧道前方岩溶进行准确预测,并提前做好穿越岩溶溶洞的应急预案,防止大面积塌方和涌水的发生。

只有这样才会使施工处理效果好，施工进度快、工程成本低、安全性高。

施工之前充分的了解溶洞的分布规律以及相关的具体情况，在工程施工中做到防范于未然，采取科学合理的溶洞处理技术措施，采取最优的资源配置和随时优化施工组织，随时面对新情况，解决新问题，对隧道施工溶洞地段的技术提高是非常重要的。

参考文献

[1]杨银辉浅谈桥梁钻孔桩施工过程中的溶洞处理[J].2011（7）：

91—98

[2]黄宏豪浅谈钻孔桩施工中溶洞的处理技术[J].2007（8）：

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[3]曾国熙地基处理手册[M].北京:

中国建筑工业出版社,1996:

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[4]钱波不良地质条件隧道施工技术[M].北京：

中国水利水电出版社,2012（7）：

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