09洞内岩溶处理施工技术.docx
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09洞内岩溶处理施工技术
洞内岩溶处理施工技术
中铁一局集团云桂铁路项目经理部陶赞旭
1前言
1.1工艺概况
岩溶亦称喀斯特（karst）,是地表水和地下水对可溶性岩层（碳酸岩类、硫酸岩类、卤盐类等）进行化学侵蚀、崩解作用和机械破坏、搬运、沉积作用所形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。
岩溶隧道施工过程中，突水、突泥频繁，常诱发工程灾害和人员伤亡，施工风险极高。
传统隧道岩溶处治方法，坚持“以堵为主，限量排放，排堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。
采取帷幕注浆配套超前管棚方案处理大型充填性溶腔，处治历时长，成本高、难度大。
在溶腔处理过程中，常常发生突水涌泥等重、特大人身伤亡事故；帷幕注浆成孔难，可注性差，注浆范围控制难、注浆达到预期效果非常难，从而导致帷幕注浆方案失败，在开挖过程中再次引发工程灾害。
中铁一局云桂项目部以“石林岩溶隧道”为依托，针对高风险岩溶隧道施工难题进行了技术攻关，按“以排为主，排堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，应用了“岩溶特征分析、临近界面锁定、相邻洞室分隔、洞外排水规划、专项准确爆破、预警预报监控、配套措施实施”等内容的施工工法。
2011年4月，该工法在云桂铁路石林岩溶隧道施工中取得了成功，后在云桂铁路隧道岩溶施工中被推广应用。
1.2工艺原理
采用工程地质法、物探法以及钻探法预测预报出岩溶的存在范围，使用超前深孔钻探法探测验证物探法的预报结果；发现并逐步逼近溶腔，临近溶腔界面后，根据超前深孔探测的结果加密超前钻孔，辅以短距离的超前炮孔，准确探测到溶洞的边界和范围，判明水质及充填介质等参数；在溶腔处设置水文观测站，运用地表自动与互联网相链接的降雨量观测站，观测分析溶腔涌水量、水压与地表降雨量的关系，采用示踪剂分析溶腔与地表或地下暗河的连通性，评估确定溶腔内岩溶水的静储量小于100000m3，恒定补给量小于500m3/h。
然后将悬于洞顶上方，或隐伏于隧道周边或隧底的具有高位能、高动能的岩溶水或充填物，实施准确的爆破设计将溶腔爆破揭示，主动将岩溶水或充填物释放，使其通过事先规划好的导流渠进行疏导，辅以消能、减速、沉淀措施，达到消能减压环保目的后排放入天然河道。
然后在视频监控、声光报警和应急逃生系统的保护下，对释放水和充填介质后的溶腔空腔进行处理，从而安全的穿越溶腔。
必要时，设置永久泄水洞与主溶腔沟通，达到泄水减压目的，确保运营后隧道结构的安全。
2工法特点
1）遵循“以排为主、排堵结合、因地制宜、综合治理”的施工原则，规划洞内外排水路线，通过精准、安全、有效的爆破方式，安全有序的释放溶洞内水和介质，主动消减溶腔内泥水等充填介质的高压力和高水头，避免了在被动施工时腔体内介质瞬间暴发诱发的工程灾害和人身伤亡事故，降低了施工风险，施工安全可靠。
2）采用远程视频监控系统对施工全过程实施监控，运用声光报警、应急逃生系统及时报警和应急逃生，使施工处于受控状态。
3）采用释放溶腔内高压力的方法,具有显著的经济效益和社会效益。
通过安全有效的爆破揭示，主动释放消减溶腔内充填物的能量，将溶腔处理问题变暗为明，相对于传统工法而言，成本较低，周期短，安全可靠，环保节能，可操作性强，易于推广。
3适用范围
适用于铁路、公路、水工等隧道，静储量小于100000m3，恒定补给量小于500m3/h的高压富水岩溶的处理，尤其适用于充填粉沙、粗沙夹碎砾石等高压力溶腔隧道工程的施工。
4主要引用标准
《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）、《铁路混凝土施工技术指南》（铁建设[2010]241号）、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）、《新建铁路铁路工程测量规范》（TB10101）、《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）、《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设[2007]200号）、《铁路隧道施工抢险救援指导意见》（铁建设[2010]88号）、《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304）、《铁路工程水文地质勘察规程》（TB10049）、《铁路土工试验规范》（TB/T10102-2004）、《爆破安全规范》（GB6722-2003）。
5施工方法
根据设计资料提供的隧道地质情况、风险源及其风险标准、等级，先采取物探和钻探相结合的手段查找溶腔；在短距离探测手段的保护下向溶腔逼近；预留足够安全厚度的保护岩盘，探清溶腔充填介质锁定溶腔边界，判明溶腔的连通性；然后进行安全评估，进行精准爆破设计辅以必要的安全措施打开溶腔，最后处治溶腔穿越溶腔段。
6工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
图1施工工艺流程图
6.2操作要点
6.2.1超前地质预报（查找溶腔）
根据岩溶隧道超前地质预报规划，开挖前以每100m/次的频率采用TSP203长距离预报开挖掌子面前方地质情况，前后两次搭接5m，再采用超前深孔钻探每30～60m/次，布置3～5孔，探测并验证前方地质状况，每次搭接5m。
探测后结合工程地质法中地质素描对前方地质情况进行判释。
6.2.2逼近溶腔
探测到溶腔后，以20m/次的频率施做地质雷达预报前方地质状况，并对每茬炮的掌子面上及隧道洞身周边施做5m多孔加深炮孔，确保隧道正面和周边有3～5m完整岩盘的条件下逐步开挖逼近溶腔。
保护岩盘的安全厚度确定，可根据溶腔与隧道的相交条件（位于隧道掘进面的正前方、隧底、隧道顶部或周边等工况），采用三维连续体快速拉格朗日分析程序（FLAC-3D）模拟计算。
6.2.3锁定溶腔边界
1）临近溶腔前壁时，根据溶腔查找时探测结果,加密超前钻孔,探测溶腔边界,主要探测溶腔的纵向发育长度，隧道周边及隧底发育情况，以及充填物性质。
探测时如遇钻孔突水、充填物堵塞冲击器，宜采用导流管引水，采用高压注浆泵向钻孔内注入高压水配合钻探，以提高钻孔工效。
2）在超前钻孔之间不便于布置大钻孔的区域，可布置5m炮孔浅孔探测出溶腔前壁岩盘厚度，锁定溶腔边界。
并根据探测结果，绘出溶腔形态图。
3）采集溶腔内充填物样品，在试验室内依据《铁路土工试验规范》和《铁路勘察地质手册》进行筛分和土的相关物理参数的检测，划分充填物的性质。
6.2.4判明溶腔内岩溶水及其连通性
1）在溶腔处借助超前钻孔孔口管，安装压力表、流量计和止水闸阀，或在掌子面处修建矩形堰，在隧道附近地表地下暗河出口安装流量计，观测涌水量和压力。
2）在隧道地表建立与互联网自动链接的降雨量观测站，通过互联网随时查阅、掌握隧道所属地区降雨量。
3）采用工业盐、荧光粉等示踪剂进行示踪试验。
4）通过对不同降雨量的溶腔涌水量，地下暗河涌水量及示踪结果的分析，确定溶腔的补给源，找出溶腔与地表或地下暗河的连通关系。
6.2.5安全及环境评估
1根据水文观测及试验结果，结合超前钻探探测到溶腔的形态，评估溶腔腔体体积和腔体内充填物及岩溶水的静储量和恒定补给量，确定溶腔内岩溶水的静储量是否小于100000m3，恒定补给量是否小于500m3/h。
2必须在对洞外排水线路上的道路交通、村舍民房、天然气管道、学校厂矿、电力变电所、农田、排水河道等进行充分的调查后，进行行洪安全及环境评估，并形成评估报告，呈递地方行政主管部门，办理相关手续，编制相应应急预案。
6.2.6揭示溶腔
1）洞内、外排水路线规划
（1）洞内排水路线的规划,对于单线双洞隧道,宜选择溶腔所在隧道作为导洪排水渠；对于有平导的单线隧道，宜选择平导作为导洪排水渠；对于双洞单线隧道或有平导的单线隧道，宜将排水隧道或平导与另一条隧道之间的所有横通道进行封闭隔离，横通道的封闭可采用混凝土墙，并用锚杆锚固，墙后采用砂袋堆砌体加固。
对于单洞双线隧道，可在隧道一侧施工迂回导坑，在迂回导坑内实施释能降压，尽可能减少对正洞的影响。
图2单线双洞或带有平导的单线隧道洞内排水路线设置示意图
图3单洞双线隧道洞内排水路线设置示意图
（2）在洞内排水路线上，采用混凝土墙设置消力坎、消能池、拦水坝，减少洪流出洞流速和降低洪流出洞动能，及减少洪流携带而出的泥沙量。
（3）洞外排水路线规划，应尽量利用洞外现有排水设施，可结合当地农田水利建设规划进行，根据评估后的溶腔内最大流量选择过水断面积和加固方式，做到永临结合，既保证泄洪安全，又避免浪费。
洞外排水路线的确定和施工，凡与民房、天然气管道、变压器台等设施相交或临近时，必须进行专项防护设计和施工，严禁随意设计施工。
2）精准爆破设计、施工
精准的爆破设计是确保揭示后的溶腔口有足够大的泄洪面积，不为爆破后的巨石等堵塞，使溶腔内的充填物能一次性完全释放的先决条件；成功的精准爆破，可为后续溶腔处治创造条件。
按照《新编爆破工程实用技术大全》和《爆破安全规范》进行设计、施工。
（1）根据超前钻孔和加深炮孔探测后绘制的地质柱状图，分区绘制溶腔前壁（即掌子面一侧）的岩盘厚度图。
（2）根据岩盘厚度图确定爆破设计需要揭开的溶洞最小洞口面积。
（3）根据岩盘厚度图，和预期需揭开的溶洞最小洞口面积，确定爆破钻孔布置方式和钻孔深度，当岩盘厚度分布极不规则，宜在岩盘较厚处设置爆破导坑，增加爆破效果。
（4）采用加强装药量和分段微差爆破技术，采用斜眼掏槽方式，炮眼设置以不钻穿溶腔前壁（保留20cm厚度岩盘）为宜；采用每孔双非电毫秒雷管全孔满装防水炸药，孔口锚固剂堵塞20～40cm，电雷管引爆。
（5）施工时，如遇炮孔钻穿岩盘进入溶腔，可采用锚固剂封堵孔底20cm，或将该孔用木楔封堵，在旁边再另开炮孔。
（6）爆破前，应先规划好起爆破路线，进行试爆破以验证电雷管起爆破器的功率是否满足要求；针对起爆工序编制专项应急预案和应急演练。
①起爆路线的设置，对于单线双洞隧道、单线带平导隧道，起爆点必须选择在非排水路线隧道内距离爆破面一定距离处，起爆后宜沿行洪路线相反方向撤离；对于单洞双线隧道的起爆点，必须计算好撤离速度，并要慎重决策。
②起爆器、起爆器材必须事先进行试爆破验证其使用效果是否满足要求。
③起爆破撤离路线及起爆，必须编制专项应急预案，进行专项应急演练，演练人员除覆盖爆破作业人员外，还应覆盖爆破后通过安全隧道（非排水路线隧道）进洞检查爆破效果的领导和专家。
3）视频监控系统的设置
（1）视频监控系统必须设在远离洞外排水路线和隧道正洞口或平导洞口的地势高、安全系数大的地方。
（2）该系统由远程监控和防灾报警等子系统组成。
分别在爆破距掌子100m处,安全隧道与排水隧道之间预留观察孔处，及泄水指挥中心处各设置1个视频监控器，在泄水指挥中心设置硬盘录像机、视频监控器和彩色监视器和对讲机，各设备通过接入隧道内的光纤线连接成网络，以便于爆破前、爆破中和爆破后对洞内情况进行观测和应急指挥。
图4视频监控系统示意图
4）洞外警戒系统的设置
（1）应和当地政府取得联系，并发布泄水公告；泄水期间，应对与洞外泄水路线上相交叉的公路或乡间道路进行临时管制，并在泄水路线上设置安全警示标志。
（2）溶腔揭示前，必须将洞外泄水路线两旁的村民转移至安全地方。
（3）溶腔揭示期间和揭示后一段时间内，在公路或乡村道路的进口和出口设置值班人员，值班人员分三班轮留值班，值班人员应配备对讲机、喊话器，以便对公路或乡村道路进行临时管制，在公路或乡村道路的进口和出口布置应急抢险队和应急物资和设备。
5）水文观测站设置
（1）应在安全隧道洞内溶腔处设置水量、水压观测站，并记录泄水前和泄水后的水量和水压。
（2）应在正对安全隧道与泄水隧道之间的观察孔附近设置水位观察标，便于观察泄水前后水位变化情况。
（3）在排水路线出隧道口处设置水位标志，在正对标志处的安全高地设置水位观测站，采用全站仪观察水位变化情况。
4）溶腔揭示前，在隧道附近地下暗河处设置水文观测站，并记录泄水前后的水量变化情况。
6.2.7安全评估
打开溶腔后，必须根据远程视频监控数据、各水文观测站数据、通过安全隧道观察孔观测到的情况和天气情况，综合评价溶腔打开后的安全状况，为进入泄水隧道处治溶腔提供依据。
一般的，当溶腔内涌水量恒定，且小于200m3/h，腔体内长时间（24小时以上）不再出现坍塌，即可进入泄水隧道施工。
6.2.8处治溶腔
1）置换清淤
为了方便和快捷清除溶腔内释放出来的泥砂等充填物，可根据充填物的状态采取不同的处置方法，当
时，可向泥沙内加入早强快硬水泥改善其状态，当
时可向泥沙内倾倒洞碴或抛填片石换填，及时将充填物清理出洞或铺填临时道路至掌子面，处治溶腔。
2）台阶法开挖
溶腔打开后，宜采用正台阶或微台阶法开挖，上台阶的开挖高度必须根据溶腔在隧道内的发育情况、溶腔内充填物释放是否彻底、溶腔周边的稳定状况选择，宜根据“便于施工和确保施工安全”的原则确定，一般对于双线铁路隧道，溶腔发育与隧道正交，溶腔内充填物释放彻底，溶腔周边较稳定，可将上台阶高度定在5.0～6.8m，否则宜选用三台阶开挖。
3）回填护拱
预埋φ100mm排水管（每根间距1～1.2m），管口采用纱布封头，排水管管头要高于泵送混凝土面20cm，且埋在吹砂层内。
对溶腔发育在隧道开挖轮廓线以外的空腔采用C25混凝土回填，在开挖轮廓线外形成3～5m厚护拱。
施工时，必须在混凝土内预埋排水减压管道。
回填后，在护拱外采取吹砂注浆，形成至少2m厚的缓冲结构，其具体厚度可根据溶腔与隧道的相交条件（位于隧道顶部或周边等工况），采用三维连续体快速拉格朗日分析程序（FLAC-3D）计算确定。
4）基底处理
根据溶腔在隧道底部的发育情况，对基底采取不同的处理措施。
当隧道基底溶洞纵向发育范围较大，基底深度较深时（20～30m），且有过水通道时，宜采用桩基承台跨越；当隧底无过水通道时，充填致密砂层时，可真接施做抗水压仰拱，并在仰拱填充层上施做钢筋混凝土板跨越；当隧道基底溶洞发育深度较深时（5～20m），无过水通道时，宜采用高压旋喷桩（或钢管群桩）加固处治方案。
5）施做二次衬砌
溶腔段必须根据水文观测得到的水压值，加上一定的安全系数，确定抗水压二次衬砌的抗水压等级，并施做相应等级的抗水压衬砌钢筋混凝土；纵向施工缝采用钢板止水带止水，环向施工缝可采用背贴式钢板止水带和中心孔型钢边止水带止水。
6.2.9量测监控
监控量测及信息反馈技术是岩溶隧道施工中不可或缺的重要内容，通过该技术的应用，施工期间能够掌握围岩与支护结构的变形动态，为隧道岩溶地段的动态设计和施工管理提供依据；运营期间，能够掌握隧道结构的长期工作状态和对周边环境的影响。
主要监测项目及断面设计、量测频率、管理基准见表1。
表1主要监测项目统计表
序号
监测项目
断面设计
量测频率
管理基准
1
拱顶下沉
间距5～10m
施工期:
1～2次/d
变形最大速率≤10mm/d；
总变形量小于预留变形量
2
净空收敛
间距5～10m
3
围岩压力
间距10～50m
施工期:
1次/1～2d
长期:
1次/15～30d
应力、应变历时曲线呈水平状，且终值小于设计值
4
地下水压力
5
二衬钢筋应力
6
二衬混凝土应变
7
地表大气降雨
隧道上方区域
施工期:
1次/d
8
地表泉点水位
线路量测各600m范围内
施工期:
1次/1～3d
长期:
1～2次/15d
隧道施工后井泉水位不低于施工前水位
9
地表沉陷
纵向间距
10～50m
施工期:
1次/2～5d
长期:
1次/15～30d
10
隧道涌水量
各集中出水点和洞口
施工期:
4次/d
长期:
1～2次/15d
变形最大速率≤8mm/d；
总变形量小于预估变形量
7劳动力组织
岩溶隧道施工中必须将物探和钻探等预报方式纳入施工工序管理，涉及到的工序主要为超前预报、开挖、初期支护、砼施工等，其现场管理人员以及施工作业人员劳动力配置如下表：
表2单工作面管理人员组织表
序号
工作项目
工种
人数
1
现场管理
队长
1
2
技术指导
技术主管
1
4
质量检查
质检员
2
5
安全检查
专职安全员
3
6
试验检测
试验员
2
表3单工作面作业人员组织表
序号
工作项目
工种
人数
1
物探
技术员
2
钻探
钻机司机
5
2
开挖
开挖工
20
挖掘机司机
2
自卸车司机
6
3
初期支护
型钢加工
6
钢筋网片加工
2
钢架安装
8
喷射混凝土
15
混凝土搅拌运输罐车司机
4
4
混凝土施工
模板工
3
砼工
4
泵车司机
1
混凝土搅拌机司机
2
装载机司机
2
机械修理工
1
5
测量及其他
技术员
2
测工
4
电工
3
修理工
2
空压机司机
3
辅助人员
5
8主要机具设备
主要施工机具见表4。
表4主要施工机具表
序号
作业
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
物探
TSP预报系统
TSP-203
套
1
长距离物探
地质雷达
SIR-3000
套
1
短距离物探
2
钻探
管棚钻机
ZGP-150
套
1
深孔钻探
螺杆空压机
VHP750
台
1
容积流量21.2m3/min,排气压力1.38MPa
注浆机
TGB-HG100/100
台
1
供高压水
凿岩机
YT-28
台
5
浅孔钻探
3
水文
观测
降雨量观测计
SRY-1
套
1
观测降雨量
抗震压力表
YN-100I
只
5
测水压
流量计
ADFM
只
2
测流速
秒表
DM3-008
只
2
堰测法测流速计时
4
视频监控、声光报警、应急逃生
视频监控系统
RL-H5025P
套
1
视频监控
救生衣
DY86-5
套
50
声光报警器
CBBJ
只
20
救生圈
WL5556
只
50
应急灯
HX-628B
只
100
救生筏
RAFT-C
只
4
对讲机
TH-8000
只
10
电喇叭
L-1LA1
只
10
注：
常规隧道工序比照其他工序。
9质量控制
9.1易出现的质量问题
1）精准爆破作业，钻孔深度控制差，导致钻透溶腔，引发喷水喷泥；
2）高压富水区初期支护混凝土粘结力差，钢架及网片焊接质量难保证，支护后易被充填物高压力破坏；
3）由于溶腔发育的不规则性，导致护拱混凝土的浇筑范围、厚度、总方量难以控制。
9.2保证措施
1）严格按照《铁路隧道施工技术规范》、《铁路隧道防排水技术规范》、《铁路隧道工程施工质量验收标准》和《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》等规范及验收标准施工。
2）严格按照设计配合比自动计量、拌合，外加剂的掺量满足设计要求。
3）对精准爆破的打眼、装药等工序，要派技术员全过程监控，确保爆破效果。
4）浇筑护拱混凝土时，预埋不少于2根泵送管及观测管，并派专人对混凝土施工作业进行全过程监控，确保护拱混凝土浇筑到位。
5）加强水文监测管理，及时反馈信息，提高应变能力。
10安全措施
10.1主要安全风险分析
高风险岩溶隧道在超前钻孔预报中极易发生射流伤人及突水淹井事故；开挖揭示中极易发生突水、突泥、突石和涌砂事故；初支后二衬前遇暴雨等恶劣天气初支易被溶腔内的高压泥水击穿，危及作业人员的人身安全和施工机械设备等财产安全；在溶腔范围内进行作业，腔体内充填物易坍塌坠落，危及人身安全。
10.2保证措施
1）现场应将超前预测预报切实纳入工序管理,做到不探不挖、不明不挖。
2）定人、定岗、定时维护好远程视频监控系统、声光报警系统、逃生应急系统，确保各系统随时处于正常使用状态。
现场必须针对突泥突水，制定切实可行的应急预案，储备足够的应急物资，并定期进行演练。
3）精准爆破及起爆，必须进行试爆以检查火工品和起爆器材的使用状态；起爆人员对起爆点和撤离路线必须事前进行演练。
4）溶腔揭示前，洞内外泄水路线上人员清场，必须实行逐级签认制，确保人员转移至安全的地方。
5）必须制定严格的进出洞登记制度及作业人员翻牌制度。
6）溶腔揭示后进入隧道处治时，必须制定进洞施工安全管理等级，并严格按安全管理等级进行施工安全管理。
7）各溶腔处理工作面设专职安全员，24小时轮留值守，盯控现场施工安全。
11环保措施
1）在洞内泄水路线上设置消力坎、挡水坝等水力设施，尽量降低泄水后的洪流流速，沉淀洪流中的泥沙。
2）在洞外泄水路线上除疏通、加固排水设施外，还需设置多级沉淀池沉淀泥沙，减少在洞外排水渠内的淤积量。
3）探测大型充填溶腔的边界时，摒弃传统的前进式注浆工法，采用导流管引水，高压注浆泵向钻孔内注入高压水配合钻探，从而减少水泥及水玻璃等高耗能产品的用量；减少前进式注浆钻孔扫孔的工作量,从而减少钻机柴油的消耗量。
4）采取向淤泥内抛填洞碴置换清淤，既经济又节能；
5）为钻机配套电动空压机，减少洞内废气排放量，减少通风机的供风时间。
12应用实例
12．1工程简介
由中铁一局集团修建的石林隧道系云桂铁路高风险隧道之一，全线控制性重点工程。
设计为单洞双线隧道，全长18208m，最大埋深250m，最小埋深6m。
隧道通过区域地质以灰岩为主，隧道大面积通过碳酸盐地层，区内断裂交错发育，隧道穿越6个断层4个破碎带，且位于弥勒富水块段，施工中遇岩溶裂隙、溶洞、溶腔的可能性极大。
不良地质为岩溶，特殊岩土为红黏土。
结合本隧勘查现状、水文条件，预测石林隧道最大涌水量28.3×104m3/d。
其中进口段（DK651+230～DK666+300）最大涌水量20.3×104m3/d，出口段（DK666+300～DK669+443）最大涌水量8×104m3/d。
12.2施工情况
根据业主总体施工组织安排，石林隧道划分为四个工区，共六个施工作业面。
2010年8月30日开工建设，施工中遭遇了悬在洞顶上方、隐伏于隧道周边和底部，充填泥加石的大型溶腔，到目前为止，共处治大小溶腔80多个，其中1号斜井正洞南宁方向通过TSP、超前钻孔等超前地质预报手段，发现DK657+940大型充填性溶腔，溶腔纵向发育43m、拱部以上高度大于8m、仰拱以下23.5m，面对岩溶，中铁一局云桂项目部经过大胆的探索和科学的尝试，采取了以下措施：
1）对“地质素描”、“地质分析法”等工程地质技术，“超前钻孔、超前炮孔”等钻探技术，“TSP203超前预报系统、地质雷达”等物探技术，进行了“预报距离、适用范围、预报效果及成本”等方面的深入研究，完成了各种超前预测预报方法综合运用、相互验证的最佳组合。
2）在隧道地表对溶腔处进行了降雨量观测，在隧道内溶腔处设置涌水量观测站，研究溶腔内岩溶水的补给源和与地表的连通性，根据观测结果修正水均衡法的参数，预测隧道内最不利情况下的最大涌水量，为制定溶腔处理方案和安全应急预案提供必要的数据，合理规避了多次突泥突水所带来的施工高风险。
3）通过对“岩溶特征分析、临近界面锁定、相邻洞室分隔、洞外排水规划、专项准确爆破、预警预报监控、配套措施实施”等内容的施工方法的研究和应用，成功处理了大型充填性溶腔，保证了隧道穿越充填性溶腔的施工安全，为溶腔处治探索出了一条新的道路。
4）综合运用“远程视频监控系统、声光报警系统、逃生应急系统”等先进监控和防范设施，对高风险岩溶隧道施工实施全面安全监控，取得了良好效果。
2011年4月7日，在石林隧道一号斜井工区探测到“DK657+940溶腔”，采取上述处理措施后，成功处治了该溶腔，历时46天，比常规溶腔处治方法节约了近3个月，为石林隧道按期完成施工任务创造了条件。
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石林隧道采
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